Obtención de excelentes propiedades mecánicas en un acero inoxidable de rodamiento de ultralta resistencia a través del tratamiento de solución
Autores: Zheng, Kai; Zhong, Zhenqian; Wang, Hui; Xu, Haifeng; Yu, Feng; Wang, Cunyu; Wu, Guilin; Liang, Jianxiong; Godfrey, Andy; Cao, Wenquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Acero
Propiedades mecánicas
Microestructuras
Temperatura de disolución
Resistencia a la tracción
Tenacidad al impacto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
Se preparó un nuevo acero de rodamiento de acero inoxidable ultrarresistente y versátil mediante un tratamiento de solución a temperaturas entre 1000 grados C y 1100 grados C durante 1 hora, seguido de un tratamiento criogénico a -73 grados C durante 2 horas, y un revenido a 500 grados C durante 2 horas, repitiendo los tratamientos criogénico y de revenido dos veces. Las microestructuras se caracterizaron utilizando técnicas multiescala, y las propiedades mecánicas se investigaron mediante ensayos de tracción, así como a través de mediciones de dureza Rockwell y tenacidad al impacto. Se encontró que la resistencia a la tracción era independiente de la temperatura de solución, con un valor de aproximadamente 1800 MPa. En contraste, la resistencia al rendimiento disminuyó de 1530 MPa a 1033 MPa con el aumento de la temperatura de solución, mientras que la elongación a la tracción aumentó del 15.3% al 20.5%. Esto resultó en un excelente producto combinado de resistencia a la tracción y elongación para los aceros tratados inicialmente a 1080 grados C y 1100 grados C, con valores de 33.9 GPa·% y 37.0 GPa·%, respectivamente. Además, los aceros mostraron una excelente tenacidad al impacto, aumentando de 37.0 J a 86.2 J con el aumento de la temperatura de solución. Las investigaciones microestructurales y mecánicas revelan que las excelentes propiedades mecánicas y la tenacidad al impacto están relacionadas con tres factores, a saber: (i) un efecto de plasticidad inducida por transformación, principalmente atribuido a una alta fracción de volumen de austenita retenida, (ii) una alta capacidad de endurecimiento derivada de una alta densidad de dislocaciones, y (iii) un efecto sinérgico debido a las adiciones de cobalto y la nanoprecipitación de carburos M2C y M6C.
Descripción
Se preparó un nuevo acero de rodamiento de acero inoxidable ultrarresistente y versátil mediante un tratamiento de solución a temperaturas entre 1000 grados C y 1100 grados C durante 1 hora, seguido de un tratamiento criogénico a -73 grados C durante 2 horas, y un revenido a 500 grados C durante 2 horas, repitiendo los tratamientos criogénico y de revenido dos veces. Las microestructuras se caracterizaron utilizando técnicas multiescala, y las propiedades mecánicas se investigaron mediante ensayos de tracción, así como a través de mediciones de dureza Rockwell y tenacidad al impacto. Se encontró que la resistencia a la tracción era independiente de la temperatura de solución, con un valor de aproximadamente 1800 MPa. En contraste, la resistencia al rendimiento disminuyó de 1530 MPa a 1033 MPa con el aumento de la temperatura de solución, mientras que la elongación a la tracción aumentó del 15.3% al 20.5%. Esto resultó en un excelente producto combinado de resistencia a la tracción y elongación para los aceros tratados inicialmente a 1080 grados C y 1100 grados C, con valores de 33.9 GPa·% y 37.0 GPa·%, respectivamente. Además, los aceros mostraron una excelente tenacidad al impacto, aumentando de 37.0 J a 86.2 J con el aumento de la temperatura de solución. Las investigaciones microestructurales y mecánicas revelan que las excelentes propiedades mecánicas y la tenacidad al impacto están relacionadas con tres factores, a saber: (i) un efecto de plasticidad inducida por transformación, principalmente atribuido a una alta fracción de volumen de austenita retenida, (ii) una alta capacidad de endurecimiento derivada de una alta densidad de dislocaciones, y (iii) un efecto sinérgico debido a las adiciones de cobalto y la nanoprecipitación de carburos M2C y M6C.