The influence of carbonitriding process on microstructure and mechanical properties of micro-alloyed steel

Influencia del proceso de carbonitruración en la microestructura y las propiedades mecánicas del acero microaleado

El artículo trata del análisis de muestras carbonitruradas de acero microaleado S460MC tratado termomecánicamente. La superficie del acero se saturó con carbono y nitrógeno a la temperatura de 860 °C. Para la saturación de la superficie en el proceso de carbonitruración se utilizó una atmósfera de nitrógeno y metanol con adición de Amonnia. Tras la saturación por difusión de la muestra experimental de acero se procedió al temple y revenido al aceite a 200 °C/1 hora. La capa superficial estaba compuesta de martensita, austenita retenida y carburos finos de elementos de aleación. Esto se demostró con microscopía óptica y se confirmó con TEM (microscopio electrónico de transmisión). El artículo también presenta los resultados de la medición de la composición química y la dureza.

INTRODUCCIÓN

La carbonitruración es uno de los procesos de endurecimiento superficial de los materiales en el que el carbono y el nitrógeno se difunden en la superficie de los componentes en el intervalo de temperaturas de 850 ÷ 880 °C. El primer paso es la saturación de la superficie en carbono y nitrógeno, después siguen los pasos de endurecimiento y revenido [1-3]. Este proceso es favorable en comparación con el proceso de carburación, ya que da lugar a un endurecimiento directo a partir de la temperatura de saturación, acortando el ciclo de producción, reduciendo los costes de producción y consiguiendo un rendimiento favorable de las capas superficiales [4]. El tratamiento termoquímico (carbonitruración) se utiliza para aumentar la dureza superficial, la resistencia de la superficie al desgaste y mantener la tenacidad del núcleo de las piezas.

Los aceros microaleados son una clase de aceros diseñados para conseguir propiedades específicas mediante un tratamiento termomecánico controlado [5]. Los aceros microaleados adquieren su resistencia gracias al refuerzo del límite de grano y al endurecimiento por precipitación, que se consigue mediante la laminación controlada de aceros con la composición química requerida [6]. El límite elástico de los niveles de resistencia de dos aceros refleja la resistencia añadida procedente de los carburos intragranulares presentes en el acero microaleado [7].

MÉTODOS EXPERIMENTALES Y MATERIAL UTILIZADO

Como material de partida se utilizó una banda laminada de acero microaleado de unos 3 mm de espesor.