Efecto de la microestructura de partida en la formación de austenita en el intervalo intercrítico en hierros nodulares aleados con cobre y níquel

RESUMEN: La austenización intercrítica en hierros nodulares se estudia principalmente para la obtención de hierros con matrices multifásicas, estos tratamientos térmicos proveen una buena combinación de resistencia última a la tensión y ductilidad, haciéndolos útiles en piezas de trasmisión de potencia y seguridad en diferentes industrias como la automotriz. Las propiedades mecánicas de estos hierros nodulares dependen en gran medida de la etapa de austenización intercrítica, por lo que el estudio de la formación de la austenita se vuelve fundamental para el futuro desarrollo de estos materiales. Así, el objetivo de este trabajo es determinar el efecto de la microestructura de partida (matriz ferrítica o perlítica) y de las características del grafito, en la austenización intercrítica en hierros nodulares aleados con cobre y níquel. La investigación se hizo en tres etapas diferentes. En primer lugar, se obtuvieron cuatro aleaciones con diferentes cantidades de cobre y níquel, seguidamente se hizo un estudio para obtener a partir del material as cast, matrices completamente ferríticas y completamente perlíticas. Los resultados mostraron que el tiempo y la temperatura de recocido para tener matrices completamente ferríticas, varían cuando se tiene cobre dentro de la composición química, ya que este elemento dificulta la disolución de carburos provenientes de la perlita. De igual manera, se pudieron obtener diferentes espaciamientos interlaminares de perlita variando la temperatura de sostenimiento durante el normalizado, para tener matrices libres de ferrita proeutectoide y ferrita acicular. En la segunda parte de la investigación se determinó el efecto de la microestructura de partida, la composición química, el espaciamiento interlaminar de la perlita y el conteo de nódulos en la formación de la austenita en el intervalo intercrítico para calentamiento continuo y sostenimiento isotérmico. Para ello, se utilizó dilatometría de alta resolución para monitorear la formación de la austenita y eletron probe micro-analyser (EPMA) para cuantificar las microsegregaciones presentes en la matriz. Los resultados mostraron: 1) La matriz de partida antes de la austenización determina las temperaturas de inicio de la transformación austenítica en las fundiciones nodulares, 2) el conteo de nódulos no tiene un efecto en el inicio y finalización del intervalo intercrítico para las aleaciones que se evaluaron, 3) la composición química tienen un efecto en el inicio de la transformación austenítica, pero, no tiene un efecto en el intervalo intercrítico, 4) el conteo de nódulos tiene un efecto en la microsegregación presentes en la matriz del hierro nodular y esta microsegregación varía las temperaturas locales de inicio de la transformación austenítica dentro de la matriz. Por último, se estudió el efecto de la matriz de partida y la composición química en la temperatura de transformación martensítica Ms y en los tratamientos isotérmicos de baja temperatura para la obtención de ausferrita (austenita de ato carbono + ferrita bainítica) cuando se austeniza intercríticamente. Los resultados indicaron que: 1) cuando se parte de matriz ferrítica, las temperaturas finales de Ms son más altas, indicando que la austenita de alta temperatura tiene menos carbono, 2) la transformación bainítica en los hierros nodulares es acelerada por la formación inicial de ferrita acicular que nuclea en las inclusiones de la matriz.

• Autores: Machado González, Harold David
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad de Antioquia
• Repositorio: Repositorio UdeA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/16926
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10495/16926
• Palabra clave: Hierro; Iron; Cobre; Copper; Propiedad química; Chemical properties; Termoquímica; Thermochemistry; Propiedad térmica; Thermal properties; Austenización; Bainita; Intercrítica; Nódular; http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept10788; http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept5524; http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept141; http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept11790; http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept15159
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