Nuevos tratamientos para inducir acero austenítico con granos ultrafinos

Abstract

Los aceros del grado AISI 301 LN son aceros de baja aleación de tipo austenítico metaestable, es decir la estructura austenítica es susceptible de transformarse en martensita bajo solicitación mecánica. En este proyecto se ha estudiado un acero AISI 301 LN C1050, el cual ha sufrido un 25% de reducción por laminación en frío, lo que hace que contenga un porcentaje de martensita de 28%. El proyecto tiene un doble objetivo: - Primero se ha investigado el tratamiento de reversión óptimo para obtener un acero recristalizado con un tamaño de grano fino de austenita, eliminando al mismo tiempo la presencia de martensita inducida por la laminación anterior. Se ha escogido en base a trabajos previos una temperatura de tratamiento de reversión de 750°C. La investigación se realiza con dos tiempos 10 y 15 minutos para dos desarrollos experimentales. - El segundo objetivo ha sido evaluar el efecto del refinamiento de grano en la vida a fatiga. Se han realizado ensayos a dos millones de ciclos con un relación de esfuerzos R = 0,1 del material tratado y sin tratar. Se ha observado también el efecto del acabado de los bordes de las probetas sobre el límite a fatiga. La caracterización microestructural y mecánica del acero en sus diferentes estados se ha efectuado mediante las técnicas de: - Microscopía óptica (en modo confocal) y difractometría de rayos X para estudiar la microestructura. - Rugosidad para analizar el estado de las probetas y el efecto del pulido sobre el límite a fatiga. - Dureza, tracción y fatiga de alto número de ciclos para evaluar el efecto del afino del grano, comparando las propiedades antes y después del tratamiento térmico de reversión. Los resultados de las investigaciones efectuadas en este proyecto mostraron que el tratamiento de reversión permite obtener una microestructura totalmente austenítica, con un tamaño de grano promedio de 3 μm, frente a las casi 12 μm del estado laminado, probándose así la eficacia de la reversión de la fase martensítica. En lo que se refiere a las propiedades mecánicas, el acero tratado reveló valores más elevados en comparación al acero recocido, como era de esperar debido al afino del grano austenítico. La sensibilidad a fatiga del material tratado de microestructura austenítica alcanzó valores bastante similares al acero laminado (C1050) y supera al acero recocido (2B). Se demostró también que la sensibilidad fue más alta cuando los bordes presentan una rugosidad similar a la de la superficie.