Tesis

En la presente Tesis se aborda el estudio de aspectos seleccionados de los procesos de austenizado y revenido en un acero comercial ASTM A213 grado T91. El objetivo común de los experimentos realizados fue la determinación de las condiciones en las que es posible observar un crecimiento heterogéneo de grano austenítico luego del mantenimiento en el campo austenítico.
El primer paso propuesto fue el estudio de la influencia acoplada de la velocidad de calentamiento a la austenita y del estado metalúrgico inicial del material en la distribución de tamaño de grano austenítico desarrollada durante el mantenimiento ulterior en austenita, a temperatura y tiempo fijos. A tal efecto se diseñaron ciclos térmicos de dos etapas: revenidos de duración creciente a la temperatura de revenido en fábrica (780 ºC) seguidos por un austenizado a 1050 ºC por 30 minutos. Los ciclos térmicos se llevaron a cabo en un dilatómetro de alta velocidad y alta resolución, y las velocidades de calentamiento empleadas fueron 1, 30 y 50 ºC/s. En el caso de la velocidad de calentamiento de 1 ºC/s, sólo se obtuvieron distribuciones de tamaño de grano austenítico homogéneas. Por el contrario, para las velocidades de calentamiento de 30 y 50 ºC/s, se observó crecimiento de grano heterogéneo hasta 3 horas y 6 horas de revenido previo respectivamente. Para tiempos mayores de revenido previo se observó crecimiento de grano homogéneo a dichas velocidades.
En relación con la primera etapa de los ciclos térmicos mencionados se llevó a cabo un estudio separado de la evolución del tamaño y la composición química de los precipitados de segunda fase durante el tratamiento a 780 ºC, como también del impacto de dicha evolución en las propiedades al creep. En el transcurso del mismo se corroboraron resultados obtenidos previamente para aleaciones experimentales relativos a la evolución de los tenores de Nb y V en solución sólida durante el revenido. Se encontraron picos de contenido de dichos aleantes a 5 y 5.5 horas de tratamiento, respectivamente. Se propuso un mecanismo de explicación del fenómeno basado en el concepto de radio crítico de una distribución de tamaños de partículas. La velocidad de creep, estudiada en función del tiempo de tratamiento previo, alcanzó valores máximos en un intervalo de tiempos coincidente con el de los picos observados de Nb y V en solución sólida.
Finalmente, se propuso un estudio de la evolución del tamaño de grano austenítico durante el austenizado a 1060 ºC y 1080 ºC, variando ahora el tiempo de mantenimiento en austenita y utilizando dos valores significativamente distintos de velocidad de calentamiento, a saber, 1 y 50 ºC/s. Este conjunto de experiencias se llevó a cabo en una máquina de Gleeble, también munida de un cabezal dilatométrico. La distribución de tamaño de grano austenítico desarrollada al cabo de 30 minutos de permanencia a 1060 y 1080 ºC resultó ser heterogénea para los dos valores de velocidad de calentamiento ensayados y el mencionado crecimiento heterogéneo se inició entre 1 y 15 minutos de permanencia en austenita. Se asumió una característica bimodal para las distribuciones de tamaño de partículas de segunda fase obtenidas en todas las condiciones de austenizado y se determinó la evolución de dichas distribuciones con el tiempo de mantenimiento en austenita.