Quenching and tempering (Q&T) effect on a steel for forging with Cr and Mo addition

Efecto del temple y revenido (Q&T) en un acero para forja con adición de Cr y Mo

Se presenta aquí el efecto del tratamiento térmico sobre el comportamiento mecánico de un acero al 0,20 % con adición de Cr y Mo. Este acero sólo puede alcanzar las propiedades mecánicas que permite su templabilidad intrínseca. El objetivo de este trabajo es evaluar la dependencia del comportamiento mecánico en función de diferentes tratamientos de temple y revenido (Q&T). Los resultados muestran que, tras el Q&T, el material puede alcanzar una temperatura de transición de aspecto de fractura de - 20°C (50% FATT) medida mediante un ensayo de impacto Charpy-V, lo que hace que este acero sea adecuado para aplicaciones a baja temperatura.

INTRODUCCIÓN

Los elementos de aleación como el cromo, el molibdeno, el wolframio, etc. se añaden al acero al carbono para mejorar propiedades como la dureza, la resistencia y la tenacidad. Los métodos estándar de refuerzo de los aceros de baja aleación son:

• endurecimiento por disolución;
• temple y revenido;
• endurecimiento por precipitación;

Este artículo se centra principalmente en el segundo método [12]. Para obtener altos valores de resistencia y dureza, se puede realizar un tratamiento térmico después de la forja. Mediante el temple y el revenido, el componente forjado se vuelve menos quebradizo y se mejora su ductilidad sin sacrificar demasiada dureza. Es la combinación de estos dos procesos lo que produce una pieza más dura y resistente que, además, es más de lo que ordinariamente tiene el material forjado. Pero, por desgracia, la producción de piezas forjadas mediante el proceso Q&T es ineficaz y perjudicial para el medio ambiente, por lo que desde hace décadas se estudian vías alternativas para obtener piezas forjadas de alta resistencia [1]. En el producto laminado plano de los aceros C-Mn, la adición de pequeños elementos como el niobio o el vanadio podía aumentar la resistencia cuando el acero se laminaba y enfriaba correctamente [2]. En los aceros de carbono medio para aplicaciones de forja se prefiere el vanadio al niobio porque la disolución de las partículas de carbo-nitruros de vanadio (VCN) se produce a una temperatura de recalentamiento más baja, por lo que el nivel de niobio es muy limitado, mientras que las adiciones de vanadio pueden ser más sustanciales [3-5].

Así pues, en estos aceros predomina la microaleación con vanadio, aunque cada vez se da más importancia a las adiciones duales de vanadio con niveles más bajos de niobio. Las adiciones de nitrógeno son útiles para mejorar el refuerzo por precipitación en las aplicaciones con vanadio [6]. Además, se puede conseguir un aumento del límite elástico mejorando la templabilidad y, por lo general, se añaden Mo o Cr con el consiguiente aumento de los costes de material [7].