Improvement of abrasive wear resistance of the high chromium cast iron ASTM A-532 through thermal treatment cycles

Mejoramiento de la resistencia al desgaste abrasivo de la fundición al alto cromo ASTM A-532 a través de ciclos de tratamiento térmico

Las fundiciones blancas de hierro al alto cromo son muy usadas en la minería y en la perforación de pozos petroleros, debido a su alta resistencia al desgaste; sin embargo, debido a que en el estado de colada su microestructura es austenítica, es necesario someterlas a un adecuado ciclo de tratamiento térmico. Este trabajo estudia los efectos de los diferentes medios de enfriamiento después de un tratamiento de desestabilización de la microestructura y, por ende, el efecto del grado de endurecimiento sobre el comportamiento a la abrasión de una fundición blanca al alto cromo hipoeutéctica. Los resultados muestran que a pesar de que el enfriamiento al aire, seguido por inmersión en CO₂, puede reducir eficazmente la austenita retenida, esto no es suficiente para transformarla completamente en martensita. El bajo porcentaje de austenita retenida incrementa la dureza del material, pero disminuye la resistencia a la abrasión de las fundiciones al alto cromo. La mejor combinación de dureza y resistencia al desgaste se encontró en las muestras enfriadas al aire, debido al porcentaje de austenita retenida y a una moderada precipitación de carburos de cromo.

I. INTRODUCCIÓN

La fundición blanca de alto cromo (HCWCI) es un material muy utilizado en la industria minera y petrolera, para la fabricación de martillos de trituración y plataformas de perforación, debido a la presencia de una cantidad de proporción significativa de fase de carburo rica en cromo en sus microestructuras. La fundición blanca con alto contenido en cromo implica una buena resistencia al desgaste para un servicio de larga duración [1]. La alta demanda de estos materiales llevó al incremento de las importaciones en Colombia, mientras que las empresas locales, que producen estos materiales, se convirtieron en una segunda opción para los compradores. Este incremento en las importaciones es causado por el mejor desempeño de las herramientas, ya que la duración de los materiales es cerca de 4-cuatro veces mayor, que las herramientas fabricadas localmente. Se presume que el comportamiento de este tipo de materiales colombianos, es causado por el gran porcentaje de austenita retenida, debido a un tratamiento térmico realizado inadecuadamente [2].

Según la literatura, la microestructura de las fundiciones blancas de alto cromo, influye en el comportamiento al desgaste. Para obtener un mejor comportamiento ante el desgaste, las fundiciones blancas con alto contenido en cromo deben presentar una estructura martensítica, ya que la formación martensítica, en comparación con la austenítica, minimiza el agrietamiento y la eliminación durante el desgaste.