Aceros Inoxidables

ISSN (EN LINEA): 1850 - 1158

SOLIDIFICACIÓN Y MICROESTRUCTURA DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO
A.E. Ares 1, R. Caram 2, M.A. Jaime 2, P. Ferrandini2, A.T. Dutra2, S.F. Gueijman 3 and C.E. Schvezov 3

1 Investigadora Asistente del CONICET. 2 Departamento de Engenharia de Materiais, Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas. C.P. 6122 - CEP: 13083-970. Campinas,SP, Brazil. 3 Programa de Materiales, Modleización y Metrología, Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones. Félix de Azara 1552. 3300 Posadas-Misiones.
aares@fceqyn.unam.edu.ar
El propósito del presente trabajo es el de evaluar la transformación sólido/líquido durante la fundición de un acero inoxidable austenítico (AISI 316L) investigando tanto el modode solidificación como la microestructura. Mediante solidificación unidireccional utilizando diferentes velocidades de crecimiento y análisis térmico diferencial se encontró que el acero analizado presenta un modo de solidificación “A” pero dependiendo del nivel de segregación de soluto podría presentar un modo de solidificación “AF”. También se observó que la mayoría de los elementos presentes enel acero muestran un coeficiente de partición menor que la unidad. Los resultados obtenidos sirven para predecir la microestructura de solidificación de componentes obtenidos mediante fundición. The purpose of this work was to evaluate the liquid/solid transformation during the casting of an austenitic stainless steel (AISI 316L) by investigating both solidification mode and microstructure.Initially the solidification mode was studied using directional solidification under low growth rates and differential thermal analysis. It was found that the steel analyzed presents solidification mode “A” but depending on the solute segregation level it may present solidification mode “AF”. It was also observed that most alloying elements present in this steel show partition coefficient lower than 1.The results obtained allow one to predict the solidification microstructure of cast components obtained by investment casting.

I. INTRODUCCIÓN La microestructura de solidificación de un acero inoxidable austenítico es gobernada esencialmente por la composición, principalmente por las cantidades de cromo y níquel. Mientras que algunos elementos, como el cromo, intensifican la estabilización dela fase CCC (ferrita - d), otros elementos, principalmente el níquel, estabilizan la fase CFC (austenita - g). Además de la composición, la microestructura de solidificación también depende de la naturaleza de los parámetros térmicos, incluyendo la velocidad de enfriamiento, la velocidad de solidificación y los gradientes térmicos durante el proceso. El diagrama de fase ternario Fe-Ni-Cr es la basede cualquier discusión sobre esas aleaciones. La Figura 1 muestra las superficies liquidus e solidus de ese diagrama, obtenido por Speich [1]. Se observa a partir de un punto próximo al vértice del Fe hasta la composición 50%Cr-50%Ni que existe una línea de inflexión de la superficie liquidus asociada a una reacción peritéctica. Esa reacción se extiende de la composición Fe-4%Ni hasta aleacionescon tenores próximos al 75% de hierro. En ese punto, la curva

liquidus cruza a la línea solidus, pasando de la reacción peritéctica para la eutéctica. Además de los elementos como el cromo y el níquel, esos aceros también exhiben diversos otros elementos, que también modifican el equilibrio de la austenita y de la ferrita. Los aceros inoxidables austeníticos pueden exhibir tenores variables deMn, C, Cu, N, Co, V, W, Ti, Nb Al, Mo y Si. Todos esos elementos afectan de alguna manera a la solidificación, lo que sugiere necesariamente definir tenores equivalentes de níquel y cromo en esos aceros. A partir de los datos de la literatura es posible verificar la influencia de esos elementos en las transformaciones de fase, lo que se realiza a través de la obtención de un tenor equivalente de...