Interrupted quenching in high carbon steels for forgings

Temple interrumpido en aceros con alto contenido en carbono para piezas forjadas

El presente estudio se centra en analizar el efecto del temple interrumpido seguido de un proceso de partición en un acero de alto contenido en carbono 0,50 % C, 1,50 % Mn, 0,40 % Si, 2,00 % Cr sin aporte significativo de Al. Los tratamientos térmicos se realizaron a escala de laboratorio en un dilatómetro de temple Linseis R.I.T.A RL78. Las fracciones de austenita retenida se evaluaron mediante microscopio electrónico de barrido. La temperatura para la fase de temple interrumpido se evaluó basándose en la ecuación de Koistenen y Marburger (adaptada al acero 0,50 % C) y el resultado pone de manifiesto una correlación entre las distintas temperaturas de temple elegidas y la fracción de austenita retenida formada durante la fase de temple del proceso.

INTRODUCCIÓN

El acero es uno de los principales materiales que se utilizan hoy en día, sin embargo, incluso después de un siglo de investigación, se están descubriendo y explotando métodos innovadores para producir acero con propiedades mejoradas [1, 2]. Uno de estos descubrimientos recientes se ha denominado Quenching and Partitioning (Q&P), que permite obtener una microestructura multifásica formada por austenita retenida estabilizada a temperatura ambiente y una fase martensítica más dura. Se prevé que esta combinación forme una nueva generación de chapas de acero de alta resistencia y conformabilidad, muy adecuadas para las exigencias de la industria del automóvil. En particular, los aceros Q&P pertenecen a la familia de aceros avanzados de alta resistencia de tercera generación, en la que pueden alcanzarse valores de resistencia crecientes con valores de ductilidad significativos (tan altos como R_m = 1 200 MPa y A % = 20 %, respectivamente). El enfriamiento rápido y la partición, como nuevo concepto de procesamiento, se propusieron por primera vez en 2003 [3]. El proceso implica (Figura 1):

1. Enfriamiento de la austenita a una temperatura (QT) entre las temperaturas de inicio de la martensita (M_s) y final de la martensita (M_f) con formación de martensita y austenita retenida no transformada.
2. Tratamiento isotérmico de partición a una temperatura de partición (PT) para permitir la difusión del carbono de la martensita sobresaturada a la austenita retenida con el fin de estabilizar esta última fase a temperatura ambiente.

En [3] se hace una revisión exhaustiva de los mecanismos que controlan los cambios microestructurales durante la aplicación del proceso Q&P. La cuestión de cómo predecir mejor la fracción de martensita formada para un subenfriamiento dado por debajo de la temperatura de inicio de la martensita puede responderse en [4].