Aceros colados bainíticos libres de carburos: correlación entre propiedades mecánicas y microestructura

Abstract

El presente trabajo final se encarga de profundizar conocimientos acerca de la relación entre la microestructura y las propiedades mecánicas (tracción, dureza e impacto) y fracto-mecánicas de los aceros colados bainíticos libres de carburos (ACBLC). Para ello, se vale de conocimiento y de material desarrollado previamente por el Área Metalurgia de INTEMA (AMI), obtenido tanto para artículos científicos como para la elaboración de tesis doctorales y de grado. En este trabajo se emplearon cinco composiciones diferentes, las mismas se basaban en aceros de medio y alto C (entre 0.4 y 0.8 wt-%), con alto Si (aproximadamente 2 wt-%), Mn (entre 0.5 y 1 wt-%), temperatura de transformación bainítica entre 280 y 350 °C y tiempo de tratamiento entre una y seis horas. Los valores aproximados entre los que oscilaron las propiedades mecánicas fueron: Para la tensión de fluencia entre 1100 y 1700 MPa, para tensión de rotura entre 1400 y 1900 MPa, para ductilidad entre 2 y 18%, la dureza entre 40 y 54 HRC, la energía de impacto entre 6 y 33 J/cm2 y para fractotenacidad entre 55 y 100 MPa.m1/2. El acero que presentó mejor balance de propiedades fue el denominado A2-330-1.5, con temperatura de transformación bainítica de 330 °C y tiempo de tratamiento de hora y media. Los parámetros utilizados para evaluar la variación de las propiedades mecánicas fueron: La proporción de austenita retenida, el espesor de placa bainítica, la composición química y la existencia o no de efecto TRIP. Se encontró beneficioso el efecto TRIP para las propiedades al impacto de los aceros analizados, y se sospecha que esto podría extenderse tanto para la ductilidad como para tenacidad a la fractura. Además, se encuentra evidencia que sugiere una variación de susceptibilidad hacia este efecto según la composición química del acero. Otras observaciones interesantes son la mención del alto contenido inclusionario que presentan los aceros de este trabajo, lo cual podría producir un detrimento en las propiedades mecánicas encontradas, y el comentario sobre que para aceros de alto C (0.7- 0.8 wt-%) se debe prestar atención al tipo y cantidad de aleantes empleados. Un elevado contenido de elementos formadores de carburos (Mn, Cr), promovieron la presencia de carburos no disueltos en la microestructura, estos influenciaron negativamente en las propiedades al impacto, fractotenacidad y ductilidad. Finalmente, como se observó que la ocurrencia de efecto TRIP mejora las propiedades mecánicas y fracto-mecánicas, y que dicho efecto ocurre según ciertas condiciones de la austenita retenida presente en la microestructura, se proponen estudios futuros acerca de evaluar como la cantidad, morfología (en placas o en bloques) y composición química de la misma afecta su capacidad de sufrir efecto TRIP. Mail del autor Pedro Iván Álvarez Alvarado alvarezalvaradopedro@gmail.com