Acero inoxidable ferrítico AISI 430

 Hola amigos, bienvenidos a una nueva publicación esta vez dedicada al acero inoxidble ferritico, tal como se puede apreciar en la figura 1 cortesía del ingeniero Ahmet Dönmez se puede apreciar la microestructura del acero AISI 430 inoxidable. Estos aceros son altamente resistentes a la corrosión por su gran contenido de Cromo superior al 12% y por tener bajo contenido de carbono. Otra de las caracteristicas más importante es su bajo contenido de carbono y que no puede ser endurecido por tratamiento térmico, solo por endurecimiento por deformación. Por otro lado a nivel de tratamientos térmicos el recocido es el único que se puede aplicar a estos aceros 

Fig. 1 Microestructura de acero inox AISI 430

Otra característica que se presenta en estos aceros es el denominado crecimiento de grano durante las operaciones de soldadura y que en este blog tenemos un articulo dedicado a este tema. Este fenómeno hace que el acero sea difícil de soldar. Otro aspecto de este acero es que  al no contener Niquel (elemento austenizante) posee caracteristicas magnéticas.

A nivel de análisis microestructural se aprecia la distribución de granos entre finos y gruesos, el contraste de color de los granos se relaciona con el efecto del reactivo sobre la superficie del metal. El tamaño de grano puede ser determinado usando la norma Astm E112.

Para finalizar entre los usos que se le dan a este acero estan en la industria química y la alimenticia.

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Carburos metálicos y su influencia en los aceros para herramientas

Hola amigos y bienvenidos a este espacio nuevamente, hoy les quiero hablar de los carburos y su importancia en la fabricación de aceros para herramientas. Cuando realizamos metalografias de aceros al alto carbono, por lo general observamos en el microscopio microestructuras como martensita, perlita, cementita, austenita retenida y unos precipitados los cuales en algunas referencias denominan carburos. El aporte de los carburos al acero esta relacionado con el aumento de las propiedades mecánicas de la aleación, ya que la movilidad de las dislocaciones se ve afectada por la presencia de dichos precipitados. Los carburos actuan como una barrera que frena el avance de estas y por ende aumenta la resistencia del material. 

Los carburos tambien pueden actuar como centros de nucleación y crecimiento de los granos al ser compuestos de alto punto de fusión. La morfología de estos compuestos se aprecia mucho mejor con el uso de microscopios electrónicos aunque por lo general en un microscopio óptico las apariencias de estos carburos se puede identificar tal como se muestra en la figura 1.

Fig. 1 Carburos tipo M7C3 en aleaciones Fe-C-Cr. 

Credit Zahra Jabari (Msc)

La figura 2 muestra el diagrama de Ellingham aplicado a los carburos desde el punto de vista de estabilidad termodinámica, esto quiere decir que las interacciones entre el carbono y los metales pueden verse afectadas por la energia libre asociada a las reacciones que involucran la unión entre los metales con el carbono, por ejemplo si observamos el diagrama se puede apreciar que el Ti forma un compuesto 

Fig.2 Diagrama de Ellingham para los carburos

 Los carburos más estables se encuentran en la parte inferior del diagrama de tal manera que, el TiC es uno de los más estables seguido por el carburo de Vanadio (VC), si seguimos observando el diagrama podemos encontrar uno de los carburos que es muy estudiado en las soldaduras de aceros inoxidables por su efecto en la disminución de las propiedades anticorrosivas en dichos aceros como lo es el carburo de cromo, ya en la parte superior del diagrama se puede apreciar los carburos menos estables. 

A nivel de estabilidad se pueden encontrar los carburos de tipo MC, M2C (mas estables), tipo M3C (inestables) y del tipo Tipo M27C6 y  M7C6 (menor estabilidad térmica)

Como estudiantes en el área metalúrgica conocer la caracteristicas de los carburos y su influencia en las propiedades mecánicas para el estudio no solo de los aceros para herramienta sino tambien en los aceros inox es vital.

Fuente consultada

Stephen R. Shatynski "The Thermochemistry of Transition Metal Carbides" 1978

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Aleaciones NiTi (Nitinol)

 Hola amigos bienvenidos de nuevo a este blog, hoy les quiero mostrar una microestructura de una aleación Niquel Titanio que desconocía y que pertenece a un grupo especial de aleaciones denominadas aleaciones de memoria, la cual presentan la habilidad de retornar a la forma original predeterminada.

Fig. 1 Microestructura aleación NiTi. Credito: Ing. Negin Fatahi

La estructura original es martensita* la cual es una estructura frágil y de muy baja ductilidad, sin embargo, si la temperatura se incrementa la estructura martensítica desaparece por una fase tipo austenítica que al igual que en el acero estaría como fase metaestable. 

Fig. 2 Diagrama de fase Ti-Ni

Si observamos la figura 2 el diagrama de fases se puede observar el área correspondiente a la aleación NiTi, el rango de la solución sólida esta entre 55 a 60% de Ni aproximadamente con un punto de fusión a 1310 °C y una punto eutectoide a 630°C. 

A temperatura ambiente las fases presentes deberian ser el compuesto Ti2Ni + el eutectoide del lado izquierdo del punto eutectoide o el compuesto TiNi3+la mezcla eutectoide.

*La martensita no solo es una estructura que aparece solo en los aceros

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Metalurgia de Soldadura-Microestructura soldadura en "T"

Hola amigos, bienvenidos de nuevo a este espacio hoy hablaremos de la microestructura de una soldadura. Para mi las soldaduras abarcan casi todas las áreas de la metalurgia, entre ellas tenemos la fundición y solidificación, reacciones termodinámicas, tratamientos térmicos, transformaciones en estado sólidos y en menos grado puede haber corrosión.

Fig. 1 Soldadura en "T". Fuente: Willinger Living Metals

La figura 1 muestra la microestructura de una soldadura en T en la cual se puede apreciar 1) la zona fundida; 2) La zona afectada térmicamente y 3 el metal base no afectado. Si analizamos cada zona por separado se puede encontrar datos muy interesante, la primera zona nos ofrece el panorama de crecimiento de grano que ocurre duraante la solificación del metal fundido (metal de aporte), la tasa de crecimiento es mucho más rapida que la observada en una fundición normal debido al poco volumen líquido que aporta el electrodo en un área muy pequeña, de ahí que la lucha por ese líquido remanente genera la apariencia que ustedes puede ver de la figura,  granos que "persiguen" ese líquido, en esa zona no solo hay solidificación tambien hay aporte de elementos aleantes, reacciones sólido-gas, entre otros actores.

La misma imagen muestra un arco que se rodea la zona fundida, la apariencia es como una mancha color marrón producto del reactivo, esa zona se denomina zona afectada térmicamente, aquí ocurre un tratamiento térmico y unas transformaciones en estado sólidos que modifican una parte del metal base y que en ocasiones puede generar estructuras que afectarian las propiedades mecánicas de la junta (endurecimiento) y si hay presencia de Hidrógeno los riesgos de falla son altas.

La tercera zona muestra el metal base no afectado, aquí se puede analizar la microestructura del acero previo al proceso de soldadura,  medir el tamaño de grano, el proceso de fabricación de la plancha de acero, dureza inicial del metal base, entre otros análisis.

Si usted como estudiante va a realizar un estudio microestructural de una soldadura tenga en cuenta que cada zona tiene una metalurgia diferente y características diferentes, comprender cada zona le ayudará mucho en su investigación

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Microestructura de Acero Laminado

 Hola amigos y bienvenidos de nuevo a este espacio, hoy quiero que veamos una interesante microestructura de un acero 16Mo3 que nos ofrece el colega metalúrgico Farshad Ghadimi 

Fig. 1 Microestructura de un acero 16Mo3 en condición as-rolled. 

Credit Ghadimi, F.

La figura 1 muestra la microestructura de un acero en condición de laminado y a simple vista hay detalles que son importantes indicar, el primero de todos es el tamaño de grano el cual puede ser determinado por los métodos estandarizados y que en este blog los puede consultar. Ahora identificamos las fases presentes, la más clara es la ferrita mientras que la oscura es el constituyente perlita.

Lo más llamativo de la imagen es que a diferencia de la ferrita, la perlita muestra una agrupación en forma de bandas y que van en sentido de la laminación ¿Cómo se forman esas bandas?

La respuesta está en el mismo proceso de laminación y en las transformaciones en estado sólido que estan ocurriendo a medida que el metal es deformado.

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