Estudio dilatométrico de la relación temperatura de austenización simple, microestructura y endurecimiento secundario del acero AISI D2 en tratamiento convencional

Abstract

En el presente trabajo de investigación se interpretó y analizó los diagramas de dilatometría del tratamiento térmico convencional del acero AISI D2 a velocidad de enfriamiento de 50 °C/s. Se hizo uso del método de separación de la primera derivada con el fin de determinar con exactitud las temperaturas de transformación de los tratamientos a temperaturas de austenización de 850, 950 y 1100°C, para tal fin se maquinaron probetas prismáticas de 0.5 × 0.5 × 5.5 cm las cuales fueron colocadas en un dilatómetro Inseis Modelo L75 Series Platinium, en atmósfera controlada de gas Argón. Los datos de dilatación/contracción versus la temperatura se graficaron en el Sofware Origin. Posteriormente se seccionaron probetas para realizar los tratamientos de revenido a temperaturas de 300, 500 y 600°C de probetas tratadas a diferente temperatura de austenización y se midieron las durezas en HV10 en un durómetro Leco modelo LMV-50V, de acuerdo a la norma ASTM E92-82. La dureza pico se determinó a la temperatura de austenización de 1100°C y fue de 317 HV10, esto se debe principalmente a fuerte disolución de carburo y una austenita homogénea. Por otro lado, en el proceso de revenido hubo manifestación de endurecimiento secundario a temperatura de revenido de 500°C. Las temperaturas de austenización de 950 y 1100°C se mostraron valores promedio de 264 y 329.2 HV10 respectivamente. El análisis microestructural se realizó de acuerdo a la norma ASTM E3-95, las microestructuras confirmaron una elevada disolución de carburos a altas temperaturas de austenización y la presencia de martensita revenida, ferrita y carburos finos, la ferrita se incrementó a medida que se aumentó las temperaturas de revenido. Por otro lado, mediante la prueba estadística de prueba t student en comparación por pares se confirmó el efecto significativo entre los niveles de las variables establecidas en esta investigación.

In the present research work, the dilatometry diagrams of the conventional heat treatment of AISI D2 steel at a cooling rate of 50 °C/s were interpreted and analyzed. The first derivative separation method was used in order to accurately determine the transformation temperatures of the treatments at austenitization temperatures of 850, 950 and 1100°C, for this purpose prismatic specimens of 0.5 × 0.5 × 5.5 cm which were placed in an Inseis Model L75 Series Platinium dilatometer, in a controlled atmosphere of Argon gas. Expansion/contraction data versus temperature were plotted in Origin software. Subsequently, specimens were sectioned to carry out the tempering treatments at temperatures of 300, 500 and 600 ° C of specimens treated at different quenching temperatures and the hardnesses in HV10 were measured in a Leco durometer model LMV-50V, according to the ASTM standard. E92-82. The peak hardness was determined at the austenitization temperature of 1100°C and was 317 HV10, this is mainly due to strong carbide dissolution and a homogeneous austenite. On the other hand, in the tempering process there was a manifestation of secondary hardening at a tempering temperature of 500°C. The austenitization temperatures of 950 and 1100°C showed average values of 264 and 329.2 HV10, respectively. The microstructural analysis was carried out according to the ASTM E3-95 standard, the microstructures confirmed a high dissolution of carbides at high austenitization temperatures and the presence of tempered martensite, ferrite and fine carbides, the ferrite increased as the temperatures increased. tempering temperatures. On the other hand, by means of the statistical test of the student's t-test in comparison by pairs, the significant effect between the levels of the variables established in this investigation was confirmed.