Determination of solidus and liquidus temperatures for bearing steel by thermal analysis methods

Determinación de las temperaturas solidus y liquidus del acero para rodamientos mediante métodos de análisis térmico

La primera parte de este artículo está dedicada a la comparación de las temperaturas de solidus y liquidus determinadas por dos métodos de análisis térmico para un grado de acero real 100CrMo7. Se utilizaron dos dispositivos modernos para el análisis a alta temperatura. El método de análisis térmico directo se utilizó durante un experimento realizado con muestras grandes (22 g) en el dispositivo NETZSCH JUPITER. Las muestras pequeñas de acero para rodamientos (hasta 210 mg) se estudiaron mediante el método de análisis térmico diferencial en Setaram SETSYS 18TM.Se documentó la solidez de ambos métodos termoanalíticos utilizados. Los resultados medidos se compararon con las temperaturas de liquidus y solidus utilizadas en la industria y calculadas mediante los programas especializados IDS y ThermoCalc. Las temperaturas medidas difieren de las calculadas teóricamente en decenas para el liquidus y en más de 100 °C para el solidus.

INTRODUCCIÓN

Los métodos de estudio de los procesos relacionados con la producción de acero se basan en el conocimiento de las propiedades termodinámicas de los materiales que se dan en los nodos tecnológicos. La temperatura del solidus (T_S ) y del liquidus (T_L ) figuran entre los parámetros más críticos, especialmente para la colada y la solidificación del acero. El conocimiento exacto de T_L es particularmente importante con respecto al ajuste del recalentamiento del acero antes de su colada. La T_S está relacionada en particular con el proceso de solidificación, cuando la existencia y el rango del área bifásica entre T_L y T_S afectan a la segregación y a otros fenómenos relacionados con el proceso de solidificación. El conocimiento de estas temperaturas críticas es importante no sólo para el correcto establecimiento de la tecnología de colada y solidificación del producto intermedio de acero, sino también para el establecimiento preciso de las condiciones para la modelización de la solidificación del acero.

Este artículo es la continuación de trabajos anteriores [1]. De nuevo, se centra en la posibilidad de refinar estas temperaturas (T_L, T_S) mediante métodos experimentales de análisis térmico de altas temperaturas. Concretamente, se analizó el acero para rodamientos 100CrMo7. Para este grado de acero, es posible, debido al alto contenido de carbono (1 % en peso), suponer que el valor real de TL puede ser significativamente diferente del T_L teórico determinado mediante cálculo. Se espera que, basándose en una información más precisa sobre la temperatura de liquidus, se pueda ajustar la temperatura de colada para conseguir una mayor calidad del lingote, es decir, un menor rango de porosidad y macrosegregación.