Desarrollo de nuevos aceros sinterizados de alta resistencia aleados mecánicamente con Nb

• Autores: María de la Luz Fuentes Pacheco
• Directores de la Tesis: Mónica Campos Gómez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Elena Gordo Odériz (presid.), Cinzia Menapace (secret.), Eduard Hryha (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Metalurgia
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología metalúrgica
      • Pulvimetalurgia
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • En aceros estructurales, la reducción del tamaño de grano es el único mecanismo que permite un aumento significativo tanto de la resistencia como de la tenacidad del material. Este criterio ha sido utilizado con éxito en los aceros microaleados, en los que la acción conjunta de tratamientos termomecánicos con la incorporación en la composición de pequeñas cantidades de elementos de microaleación conduce a una microestructura muy fina que proporciona una excelente combinación de propiedades. La posibilidad de microalear mediante técnicas pulvimetalúrgicas no se ha explorado completamente debido a ciertas dificultades técnicas, como la imposibilidad de realizar tratamientos termomecánicos durante un ciclo de sinterización convencional, la dificultad de distribuir uniformemente en la microestructura cantidades tan pequeñas de aleantes, la elevada afinidad por el oxígeno de los elementos de microaleación o la necesidad de que estos reaccionen durante el ciclo de sinterización para formar una distribución de carburos eficaz para controlar el crecimiento de grano. En este trabajo de investigación se estudia la posibilidad de desarrollar nuevos aceros sinterizados de alta resistencia aleados con niobio, aplicando el concepto de afino de grano desarrollado en los aceros microaleados. De entre los elementos de microaleación, el niobio es el que posee un mayor potencial para el control del crecimiento de grano en aceros sinterizados. En los aceros microaleados ha demostrado ser eficaz para inhibir el crecimiento de grano austenítico y retrasar la recristalización de la austenita en forma de carburos o carbonitruros. Además, estando en solución sólida, es uno de los elementos de aleación que produce una mayor reducción de la movilidad de los bordes de grano en aceros mediante solute drag. Mediante el empleo de la molienda mecánica como técnica de aleación se obtienen polvos prealeados nanoestructurados en los que el niobio se puede incorporar de forma elemental o directamente como carburos. De esta manera se posibilita la comparación de los dos mecanismos de control del crecimiento de grano planteados (particle pinning y solute drag) durante la sinterización. Así mismo, el uso de técnicas de sinterización asistidas por presión (hot pressing, SPS) permite la obtención de un material completamente denso utilizando menores tiempos y temperaturas de sinterización, lo cual conlleva un control adicional del tamaño de grano. Esta tesis doctoral abarca todo el proceso de diseño de un nuevo material, desde la elección de composiciones y fabricación del polvo prealeado mediante aleación mecánica hasta la evaluación y validación de los materiales sinterizados. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------