Análisis del desgaste de dos aceros comerciales de la serie 400HB sometidos a un régimen impacto-abrasivo

Wear analysis of two commercial 400HB series steels subjected to an abrasive-impact regime subjected to an impact-abrasive regime

En este estudio se investigó el comportamiento frente al desgaste impacto-abrasivo de dos aceros de la serie 400HB, que son comúnmente utilizados en aplicaciones resistentes al desgaste. Aunque estos aceros suelen ser categorizados por su dureza Brinell, se llevó a cabo una comparación detallada de su resistencia al desgaste dentro del mismo grado de dureza. Se determinó la composición química de los aceros y se estudió su microestructura utilizando diversas técnicas, incluyendo difracción de rayos X y microscopía electrónica. Los resultados revelaron que ambos aceros eran de bajo contenido de carbono y baja aleación, y habían sido tratados térmicamente mediante temple y revenido. Aunque la dureza es un parámetro importante para evaluar la resistencia al desgaste, se encontró que otros factores también desempeñan un papel crucial. Se observó que ciertas fases duras y frágiles, como la martensita no revenida, podrían afectar negativamente la resistencia al desgaste debido a su tendencia a fracturarse y desprenderse durante el desgaste impacto-abrasivo. Además, se descubrió que ambos aceros experimentaron un endurecimiento por deformación como respuesta al régimen impacto-abrasivo al que fueron sometidos. Sin embargo, este endurecimiento por deformación no fue suficiente para reducir la tasa de desgaste debido a la severidad de las condiciones de desgaste. En resumen, este estudio resalta la importancia de considerar factores más allá de la dureza al evaluar la resistencia al desgaste de aceros resistentes al desgaste en condiciones impacto-abrasivas, ya que ciertas características microestructurales y fases pueden influir significativamente en su desempeño en aplicaciones prácticas.

INTRODUCCIÓN

El proceso para la minería a rajo abierto o subterránea comienza con la perforación de un macizo rocoso, continúa con la tronadura del cuerpo, y finaliza con la carga y transporte del mineral a la primera etapa de reducción de tamaño (1. Las menas en Chile registran un promedio de dureza del mineral que fluctúa entre 3 a 5 según la escala de Mohs (2, lo que conlleva a que en la etapa de carguío y transporte, las máquinas e insumos, como por ejemplo, baldes, dientes de palas y tolvas de camiones, estén expuestos a impactos de grandes cuerpos rocosos y abrasión (3.

Es importante considerar que los materiales ocupados para la fabricación de estos equipos, deben tener la capacidad de absorber la energía de tal forma de que no se fracturen, por lo tanto, deben ser tenaces, y además deben ser muy resistentes a la abrasión pues están en contacto constante con minerales abrasivos en los ciclos de trabajos. Generalmente para estas aplicaciones, se utilizan aceros de bajo carbono templados y revenidos, con un bajo contenido de elementos aleantes como manganeso (Mn), silicio (Si), cromo (Cr), molibdeno (Mo) y níquel (Ni) (4.