Caracterización y optimización tecnológica de un acero hipereutectoide

Resumen

La presente tesis comprende el estudio de la influencia, procesado y tenacidad a la fractura de dos aceros de ultraalto contenido en carbono UAC, con un contenido en carbono de 1,3% (UAC-1,3C) y 1,5% (UAC-1,5C). En primer lugar se ha estudiado el comportamiento en fluencia a alta temperatura y altas velocidades de deformación del acero UAC-1,3C. Para ello, se han llevado a cabo ensayos de torsión en el rango de velocidades de deformación de 2 a 26 s-1 y en el intervalo de temperaturas de 900 a 1200ºC. Se han determinado los mecanismos de deformación operantes en los estados de deformación de máximo. Se han obtenido que, en el estado de máximo, el acero UAC-1,3C deforma de acuerdo con un mecanismo de movimiento de dislocaciones controlado por la difusión de vacantes a través de la red. En los estados de ----- hay dos mecanismos controlantes de la deformación: deslizamiento de fronteras de grano controlado por la difusión de vacantes a lo largo de las dislocaciones y movimiento de dislocaciones controlado por la difusión de vacantes a través de la red. En segundo lugar se han diseñado dos rutas (A y B) de procesado de los aceros UAC-1,3C y UAC-1,5C, para la obtención de una microestructura de carburos esferoidales de pequeño tamaño embebidos en una matriz de ferrita. Ambas rutas consisten en una etapa de forja y una etapa de recocido a 780ºC. La etapa de forja de las rutas A y B se llevó a cabo en los intervalos de temperatura desde 950 a 800ºC y desde 850 a 750ºC, respectivamente. En general, en el acero UAC-1,5C se ha obtenido una microestructura de carburos esferoidales de elevado tamaño (> 5 um) independientemente de la ruta empleada, mientras que en el acero UAC-1,3C el tamaño menor de carburo se ha obtenido por medio de la ruta B (< 1,5 um). Posteriormente, los materiales procesados mediante la ruta B se han tratado térmicamente a temperaturas en el rango de 770 a 990ºC y se han medido los parámetros microestructurales: tamaño medio de carburo, tamaño de grano de ferrita, tamaño de grano de austenita, tamaño de colonia de perlita y espaciado interlaminar de la perlita. Por último, se ha medido la tenacidad ala fractura de los materiales anteriormente austenizados, mediante ensayos de fractura realizados en probeta de tipo Chevron (ASTM E 1304-97). Se ha observado que la tenacidad de la fractura del acero UAC -1,3C austenizado en el intervalo desde 770 hasta 870ºC es aproximadamente constante con la temperatura de austenización. No se ha observado una relación significativa entre la distancia entre carburos o el tamaño de grano de ferrita y la tenacidad a la fractura. La tenacidad a la fractura del acero UAC-1,3C austenizado entre 900 y 990ºC disminuye con el aumento de la temperatura de austenización, debido al aumento del tamaño de grano asutenítico. Por otro lado, la tenacidad a la fractura del acero UAC-1,5C austenizado en los intervalos 770-850ºC no varía significativamente con el aumento de la temperatura de autenización en cada intervalo. Sin embargo, los valores de Kiv son diferentes para cada intervalo de temperatura, lo cual se atribuye a la variación de la distancia entre carburos en ambos rangos de temperatura