Austemperado en Dos Etapas de Aceros Colados de Alto Silicio

Abstract

Los aceros bainíticos libres de carburos (BLC) forman parte de la tercera generación de aceros avanzados de ultra alta resistencia (AHSS) y son uno de los más atractivos para la comunidad científica, ya que poseen excelentes propiedades mecánicas y son de bajo costo comparativo. Según la World Steel Association, la producción mundial de acero alcanzó 1870 millones de toneladas en 2019. La mayor parte se procesa mediante la colada continua, para obtener semi-elaborados, como el planchón o largos como el tocho, a partir de los que luego se obtiene, mediante laminación en caliente y en frío, productos intermedios como chapas y perfiles, respectivamente, que son utilizados como materia prima por otras industrias. Durante estos procesos, la alta temperatura y gran deformación involucradas, provocan la rotura de los patrones de solidificación, particularmente la microsegregación, obteniendo una composición química más homogénea que la de colada. Sin embargo, también existen piezas que se fabrican directamente mediante la técnica de fusión y colada en moldes, lo que permite fabricar piezas de geometría compleja y con dimensiones cercanas a la final, disminuyendo las tareas de mecanizado y ensamblado. Como contrapartida, debido a la distribución no uniforme de elementos de aleación durante la solidificación, la estructura de una pieza colada posee una composición química heterogénea como resultado de la microsegregación. Esto afecta las transformaciones en estado sólido del acero (en el tratamiento térmico), que son dependientes de la composición química. Particularmente, en el caso de los aceros BLC colados, se han identificado zonas con alto contenido de elementos de aleación que, luego de ser austemperadas, presentan austenita retenida a temperatura ambiente en forma de bloques de gran tamaño, del orden de varios micrómetros, que impiden obtener las mejores propiedades mecánicas. Además, ha sido reportado que, en servicio, estos bloques de austenita transforman parcialmente a martensita durante la aplicación de una tensión y/o una deformación, debido a su baja estabilidad mecánica, generando una microestructura de menor tenacidad. Para superar este problema, algunos autores han planteado una variante en el tratamiento térmico, denominado austemperado en dos etapas, que ha sido utilizada con éxito en aceros laminados BLC y también en la fundición de hierro nodular austemperada o ADI, ya que disminuye la cantidad y tamaño de los bloques de austenita retenida sin transformar. Esto ha permitido aumentar la ductilidad y tenacidad de los aceros BLC laminados y del ADI, si se compara con un tratamiento en una etapa. Por lo tanto, para este trabajo se propone evaluar el uso del tratamiento térmico de austemperado en dos etapas, como medio para mejorar las propiedades mecánicas de aceros colados con microestructura BLC.