Fabricacion de aceros de fase dual

FABRICACION DE ACEROS DE FASE DUAL                                                          

PRESENTADO POR:

JOSE JOAQUÍN JIMENEZ RIVERA

CURSO: TRATAMIENTOS TERMICOS

  SANDRA J. GARCIA VERGARA

ING. METALÚRGICO

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERIA METALÚRGICA Y CIENCIA DE MATERIALES

BUCARAMANGA – COLOMBIA

2015

Fabricación de aceros de fase dual

Desde del siglo pasado el mundo ha sufrido una evolución a pasos agigantados consiguiendo innumerables avances tecnológicos que han permitiendo el desarrollo de diversos factores que han transformado radicalmente el entorno que nos rodea en pequeña o gran medida por a la adaptación y los requerimientos que la evolución necesita. Han sido múltiples e infructuosos los intentos del ser humano por seguir innovando a un más rápido que el mundo a su alrededor, en la actualidad y en los últimos años, diversas son las áreas que han disfrutado de un crecimiento progresivo e innovador, lo cual se ha visto reflejado en una continua investigación y hallazgo de nuevas formas de observar, analizar y resolver problemas e inconvenientes que quizá tiempo atrás no fue posible solucionar.

Una de las áreas que se ha visto más beneficiado con el desarrollo en los últimos tiempos ha sido la ciencia de los materiales, la cual paulatinamente han sufrido una serie de avances en cuanto a la composición, forma, estructura y fabricación de los distintos tipos de materiales, permitiendo el progreso de las características y propiedades que requiere la industria para solucionar las diferentes necesidades del mundo y la ingeniería actual. Sin embargo hay infinidad de materiales en el mundo que continuamente han evolucionado, uno de estos ha sido el acero, ya sea por su versatilidad para su fabricación y fácil manejo, ha logrado seguir el ritmo al desarrollo global.

Uno de los grandes progresos que alcanzado el acero fue el de mejorar sus características mecánicas y estructurales, permitiendo así que sea posible su utilidad y uso que anteriormente se veía limitado, debido a que si bien resulta ser un material duro de alta resistencia al impacto; la ductilidad, la ligereza o bajo peso que adquieren las piezas usadas con este tipo de material no son cualidades propias del acero.

Ante estos inconvenientes anteriormente mencionados se han presentado diversas soluciones como lo es la adición de otros elementos al acero para mejorar y brindar otras propiedades a éste, otra solución que se produjo fue la de comprender perfectamente que el acero posee diferentes tipos de fases que dependiendo de la forma, las condiciones a que fuese realizado el tratamiento térmico esto implicaría conseguir más durezas, más ductilidad entre otras propiedades que aumentan la versatilidad del acero.

Aunque esta última solución resolvió parte de la problemática de utilidad del acero a un no era posible alcanzar una mejoría integra en los aceros; ya que si bien algunas de estas fases por si solas proporcionaban determinadas características al acero como por ejemplo una alta resistencia mecánica debido a la fase martensítica pero baja ductilidad o una alta ductilidad gracias a la fase ferritica pero una baja durezas. Estas problemática que tras años de estudio e investigación han arrojado una nueva y amplia rama de materiales entre los que se encuentran los aceros bajo aleados de ultra resistencia (High Strenght Low Alloy) en los que se incluyen los acero de transformación plástico inducida (TRIP) y los aceros de fase dual.

Los aceros de fase dual son aquellos cuya microestructura está compuesta principalmente de ferrita y martensita en donde la matriz es ferritica y se encuentra  dispersa dentro de ella una gran cantidad de martensita en forma de islas, pero resulta de gran importancia aclarar que debido al tratamiento térmico que se efectúa obtendremos una mezcla complicada de cantidades de martensita, austenita retenida y bainita en diversas zonas de la microestructura final; este tipo de acero se caracteriza por un bajo contenido de carbono y muy poco aleados,  así como el tener que efectuar un tratamiento que permita ubicar el proceso de elaboración entre el dominio bifásico ferrita y austenita o estar ubicado en la zona austenitica para posteriormente obtener ferrita (Rodríguez y colaborasdores,2012). A Partir de la fase presente en este tipo de acero es posible obtener materiales con una alta ductilidad otorgada por las fases presentes entre las que se encuentran la ferrita así como también una elevada resistencia a la tracción por la fase martensítica, un límite de fluencia elevado debido a la ubicación que toma la martensita en la matriz de ferrita para crecer lo cual genera tensiones que se concentran en la ferrita y un comportamiento homogéneo cuando se presenta la fluencia(Molsave y colaboradores,2010).

Uno de los aspectos más relevantes y de gran importancia en los acero de fase dual corresponde al proceso de fabricación, ya que es necesario comprender que es  necesario un dominio bifásico(austenita+ferrita) y entender que éste tipo de acero posee factores como son su composición la cual me determina las propiedades mecánicas que se quieren obtener y así como el tiempo del tratamiento térmico, otro factor seria la temperatura y tiempo debido a que se llevara a cabo un tratamiento térmico el cual se encuentra directamente relacionadas con las fases y cantidad de austenita, y aunque este último factor debería esta intrínsecamente incluido en el anterior la velocidad de enfriamiento me fijara la transformaciones que se llevaran a cabo durante el proceso. Cada uno de los factores anteriormente mencionados me proporcionara las pautas que se deberán llevar acabo para realizar el procedimiento para obtener aceros de este tipo con sus respectivas propiedades (madias, 2014).

Como todo proceso de fabricación de una pieza o elemento es necesario partir de una materia prima, que para los aceros de fase dual  puede provenir de dos formas, una de estas es chatarra escogida minuciosamente y seleccionada para poder ser usada para la fabricación  de aceros especiales o que deben cumplir ciertos parámetros para poder ser utilizada, como en el caso de los aceros de fase dual. Cuando se parte de este tipo de materia prima fragmentada, es necesario realizar un proceso para eliminar elementos e impurezas no deseadas que pudieran estar presentes en éste tipo de materia prima, así que resulta necesario introducir a este material en un horno de arco eléctrico donde se funden las cargas, con el fin de poder llevar el material a una etapa de fusión-oxidación, proceso en el cual es agregado una cantidad de oxigeno generando una escoria de menor densidad compuesta por fosfatos, silicatos, sulfuros entre en otros, en la parte superior de la masa fundida.

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