Heat treatment effect on the properties of vibration treated steel during crystalization

Efecto del tratamiento térmico en las propiedades del acero tratado por vibración durante la cristalización

En el trabajo se considera el efecto del tratamiento térmico sobre la estructura y las propiedades del acero 30HGSNMA sometido a tratamiento de vibración en la fase de cristalización primaria. Se propone utilizar la normalización con enfriamiento acelerado con una mezcla de agua y aire entre los posibles métodos de tratamiento. Se investigan las propiedades del acero tras este tratamiento térmico. Se ha encontrado que hay un aumento significativo de la dureza, resistencia a la tracción y resistencia al impacto, y el nivel de estas propiedades es comparable con el nivel de las propiedades después del temple y revenido. La introducción de un tratamiento térmico de una etapa que consiste en la normalización con enfriamiento acelerado, permite reducir el ciclo de tratamiento térmico y aumentar la productividad del equipo.

INTRODUCCIÓN

El acero 30HGSNMA (Tabla 1) se utiliza ampliamente como acero de alta resistencia para la fabricación de tuberías; para la fabricación de piezas y productos que trabajan en condiciones de esfuerzo complejas. Para la fabricación de estos últimos, el tratamiento térmico clásico es el temple en aceite a la temperatura de 880 - 900 °C seguido del revenido a la temperatura de 540 - 600 °C con enfriamiento en agua o aceite [1, 2].

Como resultado del tratamiento térmico, en este acero se forma la estructura consistente en productos de descomposición de martensita: una mezcla parecida al sorbitol, que es una solución α dopada y carburos principalmente del tipo (Fe,Cr,Mn)₃С. La mezcla tipo sorbitol finamente dispersa proporciona un buen conjunto de propiedades de resistencia y viscosidad que permiten trabajar el acero después de este tratamiento térmico en condiciones de tensión complejas. Su resistencia a la tracción está garantizada del orden de 600 MPa, la dureza al impacto 0,5 MJ/m².

En estudios anteriores [3-4] se demostró que una acción externa en el proceso de cristalización primaria tiene un efecto beneficioso sobre la estructura primaria del acero. Como factores externos del efecto los estudios utilizaron la vibración y la introducción de inoculantes-frigentes. El efecto favorable de estos factores en la estructura se explica por el aumento de los centros de cristalización primaria, y por la mejora de la eliminación de calor y la difusión en el medio líquido.

Un cambio favorable de la estructura primaria bajo el efecto de factores externos y la granularidad hereditaria inherente de un modo u otro a todos los aceros aleados permiten sugerir que tras el tratamiento térmico se mantendrán los cambios favorables en la estructura.  Esta hipótesis se basa en el estudio de la estructura de los aceros después del tratamiento térmico en presencia de una estructura primaria ordenada [5,6]. Los resultados de estos estudios permiten considerar diversas alternativas destinadas a simplificar el tratamiento térmico del acero por la acción externa en el proceso de cristalización primaria como el tratamiento térmico de prototipos.