Fundiciones esferoidales austemperizadas: Estudio de sus transformaciones metalurgicas

Abstract

El objetivo de esta tesis es el estudio de las transformaciones metalúrgicas que se producen en fundiciones esferoidales en el rango de temperaturas de austemperizado. Entre los factores que afectan los cambios de fase estudiados, se pueden citar la velocidad de enfriamiento entre la temperatura de austenizado y la de austemperizado, la temperatura de austemperizado y el tiempo de mantenimiento isotérmico. Para evaluar el efecto de la velocidad de enfriamiento, se caracterizó la extracción calórica del baño de sales de austemperizado, analizando los diversos factores que la modifican y determinando diámetros máximos capaces de ser totalmente austemperizados. Se estudió el efecto de la velocidad de enfriamiento sobre las microestructuras y las propiedades mecánicas obtenidas, habiendo verificado que cuando la velocidad de enfriamiento no es lo suficientemente rápida en toda la sección de una pieza, se obtienen microestructuras mixtas, compuestas por cantidades variables de ausferrita y microconstituyentes laminares de mayor temperatura de transformación, produciendo una disminución marcada en la resistencia cuando se austemperiza a baja temperatura y en la ductilidad cuando el austemperizado se realizó a temperaturas elevadas. Otro factor que afecta los cambios de fase en austemperizados es la temperatura de mantenimiento isotérmico. Cuando la temperatura de austemperizado es inferior a 300C, los cambios microestructurales son complejos y poco estudiados. Se verificó que por debajo de esta temperatura se produce un afinamiento progresivo de la microestructura hasta llegar a constituir agujas de ferrita sumamente finas, para temperaturas de austemperizado de 220C. Por difracción de RX y microscopía se comprobó que al disminuir la temperatura de austernperizado, la transformación isotérmica avanza más lentamente, evidenciándose cualitativamente la presencia de martensita para tiempos de austemperizado de 60 minutos. Se midió la máxima resistencia mecánica para austemperizados a 260C durante 120 minutos. Temperaturas de mantenimiento menores producen decaimiento de la resistencia, la deformación a la rotura y la tenacidad. Cuando el tiempo de austemperizado es excesivo, la estructura típica del ADI se desestabiliza. Con la finalidad de caracterizar la estabilidad de la microestructura de ADJ, sé estudiaron los cambios producidos en muestras sobreausternperizadas y en muestras envejecidas por calentamientos posteriores al austemperizado. Se veri ficó que los cambios microestructurales que seproducen en ambos casos son semejantes.Para la aleación estudiada se vio que la exposición a temperatura produce disminución en la deformación a la rotura y en la resistencia al impacto, por la formación de pequeños precipitados en borde de grano de austenita primaria. Se propone un mecanismo de degradación basado en la nucleación de carburos en la interfaz a/y y en bordes de grano austenítico previo, y en el crecimiento de ferrita preexistente. Se propone un diagrama de transformación isotérmica que representa las transformaciones de la austenita en el rango de temperaturas de austernperizado, para fundiciones de grafito esferoidal. Finalmente se estudiaron las transformaciones isotérmicas producidas en austenita primaria, cuando se austemperiza una fundición esferoidal directamente durante el enfriamiento pos-solidificación, comprobándose que la producción de ADI por éste medio es factible, observando diferencias significativas entre la estructura ausferrítica obtenida a partir de austenita no recristalizada y aquella producto de tratamiento convencionales, pero que sin embargo poseen propiedades mecánicas enteramente comparables.