Microstructural evolution during austempering of a ASTM A-532 CLASS III type high chromium white cast iron undergoing abrasive wear

Evolución microestrutural durante austemperado de una fundición blanca al alto cromo ASTM A-532, Clase III, Tipo A, sometida a desgaste abrasivo

Este trabajo estudia la influencia de variables tales como tiempo y temperatura de sostenimiento durante el austemperado de una fundición blanca al alto cromo con la siguiente composición: Cr, 25 %; C, 3 %; Si, 0.47 %; Mn, 0.74 %, y Mo, 1.02 %.El objetivo del austemperado fue modificar el porcentaje de austenita retenida, y correlacionarlo con la resistencia al desgaste abrasivo bajo diferentes condiciones; los ensayos fueron realizados según los lineamientos de la norma ASTM G65. Las técnicas de microdureza MEB-EDS y DRX fueron realizadas para determinar las propiedades mecánicas, composición química, tipo de carburos y microestructuras presentes, respectivamente. Los resultados mostraron que la mejor resistencia a la abrasión fue alcanzada a una temperatura de austemperado de 450 ºC y a 6 horas de permanencia.

I. INTRODUCCIÓN

Las fundiciones blancas son aleaciones ferrosas cuyos principales constituyentes son el cromo y el carbono. Tienen composiciones hipoeutécticas e hipereutécticas que consisten en una fase de carburo duro (M₂₃C₆, M₇C₃ y M₃C) en una matriz endurecedora. Estas aleaciones se utilizan habitualmente, sobre todo, en el sector de la minería, la molienda y el procesamiento de minerales y las bombas de lodos en las industrias del cemento. En particular, el HCWCI se ha convertido en un material muy demandado, debido a su gran dureza, resistencia a la abrasión y a la oxidación/corrosión. El HCWCI puede tener una microestructura martensítica o austenítica con un alto contenido de carburos eutécticos. El carburo eutéctico M₇C₃ tiene una estructura cristalina hexagonal con una dureza que va de 1200 a 1800 HV. Normalmente, las temperaturas de austenización de la fundición blanca oscilan entre 800 y 1100 °C ¹. Además de la temperatura seleccionada, el tiempo de mantenimiento y la severidad del enfriamiento también influyen en el tipo de microestructura y en las partículas de segunda fase. La dureza depende tanto de la cantidad de precipitación de carburos finos secundarios como de la transformación de austenita a martensita ². En la mayoría de los casos, el material se somete a un temple para obtener una matriz de martensita con poca cantidad de austenita retenida y carburos precipitados. Esta estructura heterogénea proporciona un material con alta resistencia al desgaste y una tenacidad significativa ³.

Dado que la mayoría de las aplicaciones de fundición con alto contenido en cromo requieren una alta resistencia al desgaste por abrasión, es necesario realizar pruebas para garantizar la selección del mejor material.