Estudio fenomenológico y termodinámico de la sinterización de aceros rápidos pulvimetalúrgicos en atmósfera de nitrógeno

Abstract

El trabajo realizado en esta tesis doctoral está basado en el estudio de los aceros rápidos de herramienta M35MHV, T42 y M42Si sinterizados en atmósfera con diferentes presiones parciales de nitrógeno comprendidas entre 0.2 y 8 bar. Se ha estudiado experimentalmente la evolución de la sinterizabilidad de estas aleaciones con la presión parcial de N en términos de temperatura de sinterización óptima (TSO) y ventana de sinterización (VS). Este estudio se ha completado mediante la caracterización metalográfica, química y cristalográfica de las fases presentes en la microestructura. Los resultados obtenidos muestran que la sinterizabilidad de las aleacciones de acero rápido con un contenido de vanadio superior al 2% es función del contenido de nitrógeno captado por el acero durante la sinterización (aleaciones M35MHV y T42). A su vez, en estos aceros, el contenido de N captado depende de la presión parcial N en la atmósfera. En la composición M42Si (1.17% V), la presión parcial de N en la atmósfera no afecta a la sinterizabilidad de la aleación. La sinterizabilidad de las aleaciones empleadas se ha relacionado con su composición química y su interacción con la atmósfera de sinterización a través del cálculo termodinámico de diagramas de fase multicomponentes que se ha llevado a cabo con el software Thermo-Calc y la base de datos SSOL. El estudio realizado demuestra que la sinterización directa de los aceros empleados ocurre mediante un mecanismo supersólidus y tiene lugar en la zona del diagrama de fases L+y+M6C+M(C,N). Además existe una relación directa entre la sinterizabilidad de las aleaciones estudiadas y la separación entre las líneas de coexistencia de fases que limitan dicha zona del diagrama. La buena correspondencia obtenida entre sinterizabilidad y composición química a través de los diagramas de fase multicomponentes se ha utilizado para el diseño asistido por ordenador de aleaciones p