Evaluación de la resistencia al desgaste y a la corrosión de aceros bainíticos aleados con boro

Abstract

En los últimos años los aceros bainíticos han sido objeto de investigación debido a su amplio margen de aplicación a nivel industrial, como en la automovilística y en la construcción de rieles para trenes, citando algunos ejemplos, por lo que se ha buscado mejorar sus propiedades mecánicas y para esto se han utilizado diferentes aleantes como el boro, usado para aceros con bajo contenido de carbono, que permite aumentar la resistencia y la dureza al ser agregado en pequeñas cantidades. Debido a las buenas propiedades mecánicas que presentan los aceros bainíticos de alta resistencia, estos han sido vistos como candidatos para aplicaciones asociadas al desgaste, debido a que se han obtenido resultados donde la microestructura bainítica ha adquirido una buena resistencia a este fenómeno, debido a la naturaleza fina de la bainita y a la ausencia de las fases frágiles como la cementita. De igual forma, los aceros bainíticos libres de carburos con aleaciones de manganeso han logrado la más alta resistencia a otro fenómeno como es la corrosión, atribuida por el remplazo de cementita por películas de austenita retenida. En el desarrollo del presente proyecto se analizó la resistencia al desgaste y a la corrosión en los aceros bainíticos teniendo en cuenta el porcentaje de boro presente dentro de la composición química. Para esto, se llevaron a cabo ensayos de desgaste mediante pruebas de punta sobre disco y chorro de arena, y ensayos de corrosión empleando técnicas electroquímicas y cámara salina. Los aceros se obtuvieron mediante un proceso de fundición y posteriormente fueron sometidos a un tratamiento termomecánico de laminación en caliente para obtener la microestructura bainítica. La caracterización microestructural se realizó mediante técnicas como microscopía electrónica de barrido (SEM) para observar la microestructura, los mecanismos de desgaste y las superficies corroídas; difracción de Rayos X, Espectrometría de Energía de Rayos X, EDS, para conocer la composición química de las superficies ensayadas y microscopía de laser confocal.

Abstract Recently the bainitic steels has been researched because of their wide range of application in automotive industry and the construction of rails trains, therefore, different researchers have studied how to improve their mechanical properties using alloying elements as boron, that is used in low carbon steels to get better properties respect to strength and hardness when is aggregated in small quantities. Due to the good mechanical properties of bainitic steels, they have been seen as candidates in wear applications, because of some results where the bainitic microstructure has gotten high resistance to this phenomenon, due to fine bainita nature and the absence of brittle phases as cementite. Likewise, the carbide free bainitic steels with alloying elements as manganese have gotten high resistance respect to other phenomena as corrosion, attributed by the replacement of cementite by soft retained austenite films. In the development of this project the wear and corrosion resistance was analyzed in bainitic steels, considering the percentage of boron in the chemical composition. Therefore, wear test were performed in pin on disk and sand blasting, and corrosion tests usisng electrochemical techniques and salt spray. The bainitic steels were producing using a melting process and thermomechanical process of hot rolling to obtain the bainitic microstructure. The microstructural characterization was performed using spectroscopy electron microscopy (SEM) to study the microstructure, the wear mechanisms and the corroded surfaces. Other techniques as energy dispersive spectroscopy (EDS) to study the surfaces chemical composition after any tests and confocal microscopy.