Fractura Acero D2

130 ANALES DE MECANICA DE LA FRACTURA Vol. 14

(1997)

INFLUENCIA DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS EN LA TENACIDAD A LA FRACTURA DE LOS ACEROS DE HERRAMIENTAS PARA TRABAJADO EN FRIO. M. Bernal*, G. Roujeau*, J.M. Casals*, R. Ríos*, A. Villellas* . * Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica.

C.P.S. - Universidad de Zaragoza

Cl María de Luna, 3, 50015 Zaragoza (España)Resumen.Se ha estudiado la tenacidad a la fractura en dos aceros de herramientas para trabajado en frio, siguiendo el método propuesto en la norma ASTM E 1304-89. Los aceros estudiados son el Kllü (convencional) y el K190 (pulvimetalúrgico) de la marca Béihler. Las composiciones de estos aceros se aproximan a las de los aceros D2 y D7, según AISI, para el Kllü y K190, respectivamente. Losvalores de tenacidad se han obtenido en probetas sometidas a temple y en probetas sometidas a temple y doble revenido, con distintas temperaturas de revenido. Los valores de tenacidad, K¡c, oscilan entre 21 y 29 MPam 1/2 en el KilO y entre 18 y 20 MPam l/2 en el K190. Además, se ha realizado un análisis microestructural de los dos aceros mediante SEM y EDX. El estudio de las superficies de fracturamuestra la rotura de los carburos de mayor tamaño de forma frágil y la descohesión de los carburos pequeños de la matriz que los rodea. El análisis EDX revela la presencia de carburos tipo M7C3 en ambos aceros y de carburos tipo MC en el acero pulvimetalúrgico.

Abstract. Fracture toughness properties from two Cold Work Tool Steels have been measured with chevron-notched rod specimens, the testsfollow the ASTM E 1304-89. Two steels, one conventional (D2, Bohler KilO) and one from powder metallurgy (D7, Béihler K190) ha ve been investigated. Fracture toughness values ranging from 21 to 29 MPaml/2 for the conventional processed steel and from 18 to 20 .MPam 1/2 for the powder metallurgy steel, have been obtained for different tempering temperatures. Microstructure of alloys have beeninvestigated by SEM and EDX. The fractography studies have shown that the specimens have fractured in a ductile way in places where there are small carbides, but the large carbides have fractured in a fragile way. The EDX study shows the presence of M7C3 in both steels and MC carbides in the K190.

l. INTRODUCCION
Los aceros de herramientas pulvimetalúrgicos son, en la actualidad, ampliamenteutilizados debido principalmente a la uniformidad tanto en la composición como en la dispersión de carburos primarios y secundarios antes y después de ser tratados térmicamente. La tenacidad es una propiedad importante para describir el comportamiento de estas aleaciones, por lo tanto, la tenacidad a la fractura comienza a ser un parámetro utilizado en el control de calidad de estos aceros. Los ensayosconvencionales de tenacidad a la fractura (K¡c) siguen la norma ASTM E 399-83 [1]. siendo necesaria una pregrieta de fatiga

para ejecutar el ensayo. Más recientemente, se ha desarrollado una nueva norma, la ASTM E 1304-89 [2], en base a los trabajos de "Barker [3, 4], para medir la tenacidad a la fractura con muestras pequeñas con entalla tipo chevron. En este ensayo no se necesita crear unagrieta de fatiga, siendo más simple y fácil obtener la tenacidad a la fractura. 2.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Se han investigado dos aceros de herramientas para trabajado en frío: uno convencional (D2, Bohler KilO) y otro pulvimetalúrgico (D7, Bohler K190). La

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composición química de ambos aceros en estado de suministro se indica en laTabla l. Los aceros se adquirieron en forma de barras. Tabla l. Composición química de los dos aceros de herramientas(% peso).

1.- Temple. 2.- Temple + Doble revenido a 450 ºC de dos horas cada uno. 3.- Temple + Doble revenido a 530 ºC de dos horas cada uno .

KllO
%C %Si %Mn %P %S %Cr %Mo %V 1.52 0.30 0.42 0.025 0.001 11.6 0.73 0.84 2.03 0.42 0.45 0.019 0.019 12.2 1.13 3.9

4.- Temple...