Análisis de la precipitación de cementita en el acero ultrabajo carbono POSCO CWA0802

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se analizó la precipitación y el engrosamiento de la fase cementita en un acero ultrabajo carbono POSCO CWA0802. Con los datos de la composición química de este acero, se calcularon los diagramas de equilibrio y pseudobinario del sistema Fe-C con el programa de simulación numérica Thermo-Calc para conocer las fases presentes. Con el módulo TC-Prisma, de este programa, se obtuvieron los diagramas de radio promedio de cementita en función del tiempo y se determinaron las temperatura de 550 y 600°C para los tratamientos térmicos de envejecido experimentales. Con estos datos de temperatura y tiempo se calculó el diagrama TTP (Temperatura-Tiempo-Precipitación). Los tratamientos térmicos de envejecido se realizaron a las temperaturas establecidas y con tiempos de 1000, 5000, 10000 y 20000. Las muestras tratadas se caracterizaron microestructuralmente por microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Se determinó la microdureza Vickers de cada una de las probetas a las diferentes condiciones de tratamiento térmico. La microestructura obtenida a las temperaturas de 550 y 600°C, a los diferentes tiempos de envejecido, consistió en una matriz de ferrita y partículas de cementita. Para ambas temperaturas, las partículas de cementita engrosaron y disminuyeron en cantidad; estos resultados concuerdan con los diagramas TTP y radio promedio de partícula de cementita en función del tiempo. A 600°C el tamaño de grano de la matriz aumentó de 9.8 µm a 12.5 µm. En cuanto a la dureza, a la temperatura de 550°C se tuvo un incremento significativo de 153.27 HVN a 226.7 HVN a un tiempo de 500minutos. La dureza, en las muestras tratadas a 600°C, no presentaron este incremento debido a la cinética de engrosamiento y crecimiento de grano de acuerdo con lo obtenido en el diagrama radio promedio contra tiempo. Queda demostrado que la aplicación de los programas de simulación numérica, en el estudio de las transformaciones de fase, es una herramienta que permite la determinación de temperaturas y tiempos para llevar a cabo los tratamientos térmicos que den como resultado a la microestructura deseada y con ello las propiedades mecánicas esperadas en el material.