Boron microadditives effect on heat resisting properties of Cr-Ni-Fe based alloy

Efecto de los microaditivos de boro en las propiedades de resistencia al calor de una aleación basada en Cr-Ni-Fe

La introducción de boro en cantidades muy pequeñas (0,001 - 0,02 %) mejora considerablemente la resistencia al desgaste y la dureza, aumenta la templabilidad y la estabilidad térmica, favorece el aplastamiento del grano [1-3]. Un análisis preliminar de las fases naturales identificó ciertas fases como (Nb, Mo)₂B. También es posible suponer la formación de eutécticos a base de hierro que contienen boro y fases complejas de carbono-boruro a base de cromo.

INTRODUCCIÓN

El efecto positivo de los microaditivos de boro sobre las propiedades del acero está bastante bien estudiado. En algunos trabajos se señala que la microaleación con boro también favorece el aumento de la plasticidad [4, 5] debido a la formación de una estructura fina. El efecto del boro puede clasificarse en dos grupos:

• en el primer caso el efecto del boro se muestra en la formación de fases complejas de refuerzo que se asignan en los bordes de los granos y obstruyen el movimiento de los bordes, por lo que mejoran la estabilidad térmica, la resistencia al desgaste, etc.;
• en el segundo caso el boro afecta al proceso de cristalización ya que el elemento horófilo aumenta la velocidad de formación de centros de cristalización, aumenta la velocidad de cristalización que conduce a la formación de una estructura de grano fino.

Prácticamente en todos los trabajos que se ocupan de estudiar el efecto del boro en las propiedades del acero se observa que el contenido óptimo de boro en el acero es aquel que no supera el valor de solubilidad extrema del boro en el hierro, es decir, hasta el 0,15 % en peso.

Partiendo de estas posiciones, prácticamente todas las recomendaciones del efecto positivo del boro conducen a la microaleación, ya que el aumento del contenido de boro por encima de los límites especificados conduce a la formación de fases ásperas que contienen boro en los bordes de los granos, lo que conduce a la fragilización y a la disminución de la resistencia del efecto. Cabe señalar que las tendencias especificadas del efecto boro se consideran en el ejemplo de aceros con diferentes contenidos de carbono.

Mientras tanto, en los trabajos [5, 6] se demuestra que el aumento del contenido de boro, que oscila entre el 0,85 y el 1,15 %, afecta positivamente al límite de la resistencia a largo plazo de la aleación basada en el sistema Cr-Ni-Co (0, 40 % C; 1,2 % Mn; 0,40 % Si; 20 % Cr; 20 % Ni; 4 % Mo; 4 % W; 4 % Ni y Ta; 2 % Fe; el resto es cobalto) debido al cambio de la microestructura de la aleación y a la formación de nuevas fases.

En los estudios realizados anteriormente [7] se investigó el efecto del boro en las propiedades de resistencia al calor de la aleación basada en el sistema Cr-Ni-Fe. Se ha demostrado que el aumento del contenido de boro a partir de 0,5% a 1% afecta positivamente el límite de la resistencia a largo plazo a la temperatura 700⁰С.