Estudio del fenómeno de Strain Ageing en el acero inoxidable metaestable 301 LN

Abstract

Un acero inoxidable metaestable es una aleación que presenta el efecto TRIP: Transformation Induced Plasticity. El acero estudiado, EN 1.4318/AISI 301 LN, tiene una estructura austenítica que puede transformarse en martensita por deformación. Tiene una buena resistencia a corrosión, buena conformabilidad, y una combinación de límite elástico y de deformación máxima muy superior a otros aceros. Con dicha transformación martensítica se puede aumentar el límite elástico y la resistencia a tracción del acero. Además, un tratamiento termo-mecánico adecuado permite incrementar aún más estas propiedades mecánicas. Este tratamiento consta de una deformación en frío acompañada de un tratamiento de envejecimiento, generalmente conocido por su designación en inglés: Strain Ageing. En este proyecto se estudia el comportamiento del acero comercial AISI 301 LN, suministrado por la siderúrgica OUTOKUMPU (Finlandia), con dos contenidos distintos en martensita: condición 2B, totalmente austenítico, y condición TR (Temper Rolled) con 7% de martensita. El proyecto tiene 2 objetivos principales: • Encontrar un tratamiento de Strain Ageing óptimo para este acero. Es decir que permita el máximo incremento de propiedades mecánicas. • Estudiar el efecto del contenido en martensita sobre el fenómeno de envejecimiento. Se han realizado ensayos de dureza, de tracción y de nanoindentación para caracterizar el material mecánicamente. La caracterización microestructural se ha realizado mediante las técnicas de: microscopía óptica (en modo confocal), microscopía electrónica y difracción de rayos X. Los resultados de las investigaciones efectuadas mostraron que el contenido en martensita influye mucho en las características mecánicas. Los valores de dureza, límite elástico y resistencia a tracción aumentan con el contenido en martensita. Se ha comprobado que el efecto TRIP, acompañado de un tratamiento térmico de Strain Ageing apropiado, permiten incrementar el límite elástico del acero hasta situarlo en valores propios de aceros de alta resistencia (más de 1 GPa). Las condiciones de envejecimiento óptimas se han establecido en: temperatura de 280°C y tiempo de mantenimiento de 5 minutos. Al variar el contenido de martensita del material, temperatura o tiempo del tratamiento se pueden ajustar las propiedades mecánicas del acero.