Producción de ausferrita nanoestructurada en fundiciones nodulares sin alear y aleadas con cobre y niquel

Resumen

El hierro nodular austemperado (ADI por sus siglas en ingles), es un material con propiedades mecánicas excepcionales con aplicaciones potenciales en las industrias automotriz, agrícola y minera. La microestructura de ADI consiste en nódulos de grafito bien formados en una matriz de ausferrita (ferrita bainítica + austenita de alto contenido en carbono). La matriz ausferritica se obtiene por austenización seguida de un tratamiento térmico de austemperado realizado en condiciones específicas de tiempo y temperatura. En este trabajo se estudió el efecto de los parámetros de austemperado para producir ferrita bainítica nanoestructurada. El estudio se llevó a cabo en dos hierros nodulares con composiciones químicas de 3.45C-2.72Si-0.80Ni-0.6Cu (%wt) y 3.53C-2.66 Si-0.12Ni-0.01Cu (%wt). Las condiciones de austenización fueron de 900 °C durante 2 horas. Las temperaturas de austemperado fuero de 200 °C y 230 °C para la primera aleación y 215 °C y 245 °C para la segunda aleación. Los tiempos fueron de 0,5 a 10 horas para ambos sistemas de aleación. La caracterización química y microestructural se realizó mediante espectrometría de emisión óptica, microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. Los resultados indican que la microestructura producida por el proceso de austemperado depende en gran medida de la temperatura y del tiempo de transformación. La mayor fracción volumétrica de ferrita bainítica se alcanzó en los tiempos de transformación más largos. El Cu y el Ni no tienen una influencia clara en la formación de la ausferrita. La ferrita bainítica producida tiene un espesor de entre 7 y 70 nanómetros.