Efecto De Elementos Aleantes En Acero Hadfield

Efecto de los elementos aleantes en aceros Hadfield
Investigación bibliográfica Metalurgia Física 2.

Felipe Guerrero – Elías Urra. UTFSM - DIMM 28/10/2012

Efecto de los elementos aleantes en aceros Hadfield
1. Introducción. Acero Hadfield es la denominación de acero austenítico al manganeso desarrollado por Sir Robert Hadfield en 1882. Corresponden a aleaciones extremadamente tenaces, nomagnéticas, en la que la transformación martensítica ha sido suprimida por una combinación de alto contenido en C y Mn, y una precipitación de carburos gracias a una alta velocidad de enfriamiento desde la temperatura de austenización. [1] Poseen una composición teórica de 1,2%C y 12-13%Mn, pero comercialmente varían entre 1-1,4%C y 10-14%Mn, según norma ASTM A128. [2] 2. Composición yMicroestructuras. Las composiciones más comunes para estos aceros están establecidas por la norma ASTM A128, como se muestra en la tabla 1. [3] La nucleación de estos carburos ocurre en los bordes de grano y en áreas interdendríticas dentro de los granos de austenita. Estos últimos pueden ser masivos en los puntos triples y algunas veces rodeados por zonas de carburos laminares. (Ver figura 2.) [2]caracterizada por una matriz austenítica con carburos precipitados y pequeñas colonias de perlita resultado del rechazo del carbono por parte de la austenita durante el enfriamiento. En la figura 1 se puede observar la microestructura de un acero Hadfield grado A (1,2%C). [1]

En relación a la microestructura, ésta es extremadamente sensible al tamaño de la sección del acero. Estos aceros sonmetaestables, con solución sólida de carbono, manganeso y silicio en hierro gamma. Por lo tanto, el desarrollo de una estructura simple de austenita depende de la rapidez y efectividad del temple en agua durante el tratamiento térmico. [4]La microestructura es 1

El tratamiento térmico de endurecimiento al que son sometidos estos aceros, consiste en calentar a una temperatura alta para disolver loscarburos, para posteriormente realizar un temple en agua agitada a temperatura ambiente, y así retener una mayor cantidad de carbono en solución. Debido a la pérdida de carbono y algo de manganeso desde la superficie durante la solidificación (molde) y durante este tratamiento térmico, existe algunas veces una capa de martensita sobre la superficie del acero. (Ver figura 3: Martensita, sectoresblancos). [2]

endurecimiento por deformación y buena resistencia al desgaste. Sin embargo, ciertas propiedades tienden a restringir su uso; son difíciles de maquinar y tienen esfuerzos de fluencia entre 354-415 [MPa]. No son aptos para partes que requieren alta precisión en el maquinado o deben resistir deformación plástica cuando son sometidos a altos esfuerzos. La buena resistencia al desgaste seatribuye a un rápido endurecimiento por deformación por los mecanismos de transformaciones de fases que inducen tensiones. Una de las mayores deficiencias corresponde a la baja resistencia a la corrosión, deteriorándose o disolviéndose en ambientes marinos o de fábrica en donde la corrosión y abrasión están presentes. Si es necesaria su presencia se debe proteger con un [2] galvanizado.Teóricamente una buena microestructura contiene un 100% de austenita de grano fino, sin la precipitación de carburos o descomposiciones. Sin embargo en la producción de estos aceros durante la solidificación, se producen gruesos granos de austenita. [5] 3. Propiedades mecánicas. A nivel general, los aceros Hadfield presentan propiedades mecánicas como: alta resistencia a la tracción y compresión, altaductilidad y excelente resistencia al desgaste. Son los únicos que combinan alta resistencia y ductilidad con gran capacidad de 2

4. Efectos de los elementos aleantes en las propiedades mecánicas y microestructuras. Carbono y Manganeso: El contenido de carbono incrementa la resistencia a la tensión de estos aceros hasta un 1,05%C, estabilizándose en el rango entre 1,05-1,35%C en 827 [MPa];...