Desarrollo de aceros rapidos para aplicaciones tribologicas diseño de aleaciones y estudio de tratamientos termicos y criogenicos

Resumen

TITUL0: DESARROLLO DE ACEROS RÁPIDOS PARA APLICACIONES TRIBOLOGICAS: DISEÑO DE ALEACIONES Y ESTUDIO DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y CRIOGÉNICOS #resumen: La presente tesis gira en torno al estudio de dos aspectos básicos del procesamiento de los aceros rápidos (AR): por un lado, la sinterización y por otro los tratamientos térmicos. El primero es exclusivo de los AR pulvimetalúrgicos, mientras que el segundo atañe a todos los materiales de este tipo, independientemente de cuál sea su proceso de fabricación. En primer lugar se ha evaluado experimental mente la sinterizabilidad de dos polvos de ar (ar-K2 y M42HVIG) cuyas composiciones fueron diseñadas en un trabajo anterior con objeto de ser altamente sinterizables en una atmósfera rica en nitrógeno. Los resultados obtenidos se han comparado con las predicciones teóricas llevadas a cabo en base a cálculos termodinámicos, 1o cual ha permitido deducir que para predecir el comportamiento durante la sinterización de una nueva composición es imprescindible considerar todas aquellas fases que puedan disminuir la actividad de carbono libre en la matriz. Teniendo esto en cuenta y tomando como base la aleación M42HviG,se ha llevado a cabo el diseño asistido por ordenador de una nueva composición de sinterizabilidad mejorada. Por otro lado.se ha realizado un estudio de dos de los tratamientos térmicos más empleados con los ar: el revenido y el recocido isotermo. Para ello se ha analizado cómo y por qué varía el valor de dureza final de los aceros T42 y M42 al modificar diferentes variables de procesamiento. De esta forma, al conocerse el tipo de dependencia existente entre los parámetros empleados en los ciclos térmicos y la dureza del material, se han establecido las bases necesarias para el diseño de ciclos específicos que permitan obtener acero de la dureza deseada. Dado que el campo de aplicación de los AR se está ampliando desde el más habitual de las herramientas de corte al de los componentes estructurales, los esfuerzos se han centrado en lograr material con una dureza aproximada de 50 HRC, que es un valor adecuado para este tipo de usos, concretamente.se ha procedido a estudiar exhaustivamente mediante microscopía electrónica de transmisión el acero T42 (con carbono añadido) tratado térmicamente a dicho valor de dureza, con objeto de comparar las microestructuras resultantes de cada una de las dos clases de tratamientos, se ha determinado que el enfriamiento brusco de este acero desde la temperatura de austenización da lugar a la precipitación de carburos proeutectoides M6C ricos en wolframio y de tamaño nanométrico. Dichos carburos evitan el crecimiento laminar de perlita debido a que limitan la superficie de intercara ferrita/austenita disponible para la nucleación de cementita. Así, la perlita se ve obligada a adoptar una configuración globular en condiciones en las que cinéticamente no se halla favorecida. Además,puesto que se pretende que el material desarrollado sea adecuado para la fabricación de asientos de válvula, también se ha evaluado su tenacidad y resistencia a la fractura, así como su resistencia al desgaste. En este sentido también se ha tenido en cuenta que el desgaste que el acero T42 produce en el material contra el que se ensaya no sea excesivo. Se ha comprobado que el comportamiento presentado por el material desarrollado es claramente superior al del producto dominante en el mercado actual. Por último, se ha dedicado un capítulo aparte al estudio de los tratamientos criogénicos debido a que las características que los definen difieren en gran medida de las de los tratamientos tradicionales; de manera que,hoy por hoy.se desconocen las bases metalúrgicas que fundamentan estos procesos. En el presente trabajo se ha llevado a cabo un gran esfuerzo por ahondar en este tema, para lo cual se han caracterizado la microestructura y propiedades mecánicas de los aceros M35, ASP30 y T42 tratados criogénicamente. Se ha determinado que el único cambio atribuible a la aplicación de dicho tratamiento consiste en la transformación a martensita de parte de la austenita retenida presente en la microestructura.