Carbon content influence on the peritectic reaction path in stainless steels

Influencia del contenido de carbono en la vía de reacción peritéctica de los aceros inoxidables

Los pequeños cambios en el contenido de carbono (por ejemplo, de 0,02 a 0,06 % C), manteniendo constantes los valores de cromo y níquel, desempeñan un papel importante en la trayectoria de la reacción peritéctica en las fundiciones de acero inoxidable. La influencia del contenido de carbono en las etapas de reacción peritéctica constituye el objeto de los estudios. Se realizaron los cálculos de las vías de solidificación del acero en el sistema de cuatro componentes, de un contenido constante de cromo y níquel del 18 % y 9 % - respectivamente y de diversos contenidos de carbono del 0,01 al 0,06 %. Mediante el programa PANDAT se demostró que la concentración de carbono aumenta la segregación de Cr y, por tanto, modifica la trayectoria de solidificación en condiciones reales.

INTRODUCCIÓN

Las investigaciones del comportamiento del sistema Fe-Cr18-Ni9 durante la ocurrencia de la reacción peritéctica fueron realizadas por medio del programa PANDAT. A pesar de la existencia de varios estudios sobre la reacción peritéctica [1 - 8], ésta sigue siendo un efecto poco conocido. Para entender mejor los procesos que ocurren durante esta reacción se realizaron varios cálculos del sistema, permitiendo la visualización de este cambio. Esta reacción tiene un significado esencial en la fundición moderna, ya que se considera la causa de defectos superficiales como grietas y deformaciones, especialmente en paredes de fundición delgadas. La aparición de grietas longitudinales en las superficies de fundición está relacionada con los cambios volumétricos y las fracciones de las fases de ferrita y austenita, mientras que las grietas transversales con la formación de granos de austenita [1]. La reacción peritéctica [1 - 4] descrita en numerosas ocasiones, divide el cambio peritéctico en tres etapas: la reacción principal, la transformación de fase y la solidificación. Los mecanismos de la reacción y la transformación fueron caracterizados en detalle por H. Kerr [4].

Las investigaciones sobre la solidificación de los aceros austeníticos FeCr-Ni permitirán diferenciar cuatro formas de solidificación, que dependen de la fase inicial y de las transformaciones posteriores en la fase sólida [5]. La solidificación total de la fase cúbica regular centrada en la cara, fcc, se denomina tipo A, mientras que el tipo AF [6] inicia el proceso de solidificación de la fase fcc primaria, hasta la etapa fi nal de la reacción eutéctica (fcc + bcc).

El periodo de solidificación de la fase cúbica primaria centrada en el cuerpo, bcc, hasta el final de la reacción eutéctica (bcc + fcc) se denomina tipo FA. La solidificación total de la fase bcc se marca como tipo F. La solidificación total de la fase cúbica regular centrada en la cara, fcc (tipo A), depende del níquel, que estabiliza esta fase, mientras que en el caso de la fase cúbica regular centrada en el cuerpo, bcc (tipo F), el cromo es el elemento estabilizador.