Solidification of hipereutectoid high speed steel for rolls

Solidificación de acero rápido hipereutectoide para rodillos

Este trabajo presenta resultados del desarrollo microestructural mediante solidificación, procesos de tratamiento térmico y caracterización de dos aleaciones hipereutectoides de baja aleación, enfatizando los efectos de la composición química de la aleación. Se prepararon muestras de diferentes composiciones mediante fusión en horno de inducción. La diferencia microestructural de los distintos aceros HSS afectará al rendimiento de los productos finales. Las principales características de la microestructura de la fundición son la distribución y la morfología de los carburos eutécticos, que se han obtenido gracias a los avances en el diseño de las aleaciones en lo que respecta al tipo, la morfología y la fracción volumétrica de los carburos eutécticos. Las muestras se caracterizaron mediante microscopía óptica y electrónica de barrido.

INTRODUCCIÓN

Los aceros rápidos se basan en el hierro en el sistema multicomponente Fe-C-X. El contenido de carbono de los HSS es generalmente del 1,5 al 2,0 %, la mayor parte del cual se combina con los formadores de carburos, como V, Mo, W, Cr, etc., para formar MC, M₂C, M₆C, M₇C₃ y carburos finos dentro de la matriz [1, 2]. Los materiales de aleaciones hipereutectoides de baja aleación pueden considerarse materiales compuestos de dos fases: la matriz y los carburos. En consecuencia, la dureza y la resistencia al desgaste de estos materiales pueden verse notablemente afectadas por la cantidad y la dureza de los carburos [3-5]. Las principales características de la microestructura de colada son la distribución y la morfología de los carburos eutécticos [6] debido a su influencia decisiva en las propiedades mecánicas y en los efectos de funcionamiento del HSS caliente. Debido a las altas temperaturas de algunos procesos, durante el servicio se producen muchos fenómenos como la precipitación de carburos y su engrosamiento, lo que provoca cambios en la microestructura del material que pueden modificar las propiedades mecánicas del acero. La microestructura en bruto del HSS suele estar compuesta por las dendritas de la austenita modificada (mayoritariamente martensita con algo de austenita retenida) y el entramado de las colonias eutécticas de carburos.

Estas colonias son más gruesas en el centro del lingote, donde se posibilita la formación de las "piscinas" eutécticas, y se distribuyen heterogéneamente por las regiones interdendríticas.

Mediante el tratamiento térmico posterior se rompió ese entramado, se redujo su tamaño y se mejoró la distribución de los carburos. El control de ingeniería de la microestructura de la colada opera sobre dos características microestructurales básicas:

- La estructura dendrítica (incluidas las ramificaciones secundarias o laterales de las dendritas, la morfología columnar o equiaxial y el tamaño de los granos macroscópicos).