Modification influence of mischmetal on fractography fracture of G17CrMo5-5 cast steel samples after the three-point bending test

Influencia de la modificación del mischmetal en la fractografía de fractura de muestras de acero fundido G17CrMo5-5 tras el ensayo de flexión en tres puntos

El artículo presenta el análisis de las superficies de fractura tras el ensayo de flexión en tres puntos a una temperatura comprendida entre + 20 °C y - 80 °C. El autor muestra un efecto beneficioso del mischmetal en el mecanismo de agrietamiento y en el carácter de las fracturas. Se ha demostrado que la anchura de la zona de fractura dúctil bajo el fondo de la entalladura y la naturaleza del mecanismo de agrietamiento cambian con la disminución de la temperatura de ensayo.

INTRODUCCIÓN

Las superficies de fractura proporcionan información sobre el mecanismo de agrietamiento. El examen fractográfico revela factores intrínsecos y extrínsecos que han afectado al proceso de fallo. Las observaciones macroscópicas de las fracturas de fallo ayudan a inferir sobre las causas de fallo en los materiales, en función de las condiciones de trabajo y ambientales. Las observaciones microscópicas señalan las causas del inicio de la grieta, es decir, las precipitaciones o los tipos y la densidad de las dislocaciones en la subestructura [1, 2].

El análisis de las superficies de fractura es esencial cuando se trata de aceros estructurales de alta resistencia a baja plasticidad [3]. En las aleaciones de fundición, se presta especial atención a establecer el efecto de los factores estructurales en la iniciación y propagación de grietas. Estos factores incluyen los defectos de fundición, los tipos y el tamaño de las inclusiones no metálicas, que dan testimonio de la desoxidación del metal en caliente, el tamaño del grano, las fases intermetálicas, etc. [4 - 8].

Varias aleaciones de fundición se modifican con el uso de microadiciones o mediante la mejora del proceso tecnológico, el cambio de las condiciones de cristalización y la metalurgia secundaria. Estos factores afectan a la naturaleza y el rango de la transición de la escisión a la ductilidad [9 - 11], al igual que la temperatura de ensayo [12, 13].

MATERIALES Y EXPERIMENTO

Los ensayos se realizaron en acero fundido al cromo molibdeno G17CrMo5-5 no modificado y modificado con metales de tierras raras (REM) en forma de mischmetal (Tabla 1). La fundición se realizó en condiciones industriales. El tratamiento térmico consistió en normalizado (940 ºC / 1h / aire) y revenido (710 ºC / 2h / aire). Trabajos anteriores indicaron efectos de la modificación sobre la reducción del tamaño de grano en la estructura ferrítica y sobre el cambio en los procesos de precipitación durante el revenido y el efecto sobre la estructura de dislocaciones [14-16]. La figura 1 muestra las diferencias encontradas en la aparición y el tamaño de los precipitados secundarios. Tras la modificación, se observan numerosos precipitados de carburos, significativamente dispersos y de menor tamaño.