7/25/2019 INFLUENCIA DE LA ADICIN DE CARBONO EN LA ESTRUCTURA Y LAS PROPIEDADES TRMICAS DE LAS ALEACIONES

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INFLUENCIA DE LA ADICIN DE CARBONO EN LA ESTRUCTURAY LAS PROPIEDADES TRMICAS DE LAS ALEACIONES DE

FUNDICIN SUPERINVAR.

RESUMEN

De carbono que contienen aleaciones superinvarsobre la base deFe-Ni-Co-matriz que se ha obtenido por fundicin. Se muestra que laadicin de carbono aumenta el coeficiente de expansin trmica (C!"de hasta #.$% & -' & -$) que es inaceptable * puede ser reducidodespus de un tratamiento trmico usando el recocido) temple pococon re+enido. ,or otra parte) con el fin de obtener +alores ms baosde C! es meor una concentracin de carbono en fase de /rafitoesfrico de *-fase (solucin *-slido". 01nima dilatacin trmica de las

aleaciones se consi/ue despus de recocido a 2%%3C durante # horas.!se modo de tratamiento trmico ase/ura componentes estructuralesestables (/rafito * empobrecido *-fase de carbono" que ms tarde seestablece +alores m1nimos de C!. 4as caracter1sticas de formacin *comportamiento de la estructura C! se han discutido con la atencinprincipal a la funcin de transformacin eutctica durante el procesode cristalizacin.

Resultados y discusin

Fe-#56) Ni-#)76) Co-%)'6 C (8t.6" Se eli/e como la aleacin de

base. !sta aleacin posee baa C!9 despus de la cristalizacin : 5%-

$%%; 5.

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FORMACIN DE LA ESTRUCTURA DESPUS DELTRATAMIENTO TRMICO LA CRISTALI!ACIN

Cristales de /rafito se forman en primer lu/ar) a partir de racimos decarbono a temperatura cercana a la temperatura de licuefaccin en el

l1quido de aleacin rica en n1quel. se forman simultneamente (o

li/eramente a continuacin" los nBcleos de los cBmulos de

composicin de austenita que /eneran las dendritas de primer orden.

!l crecimiento de cristales de austenita se a/otan en carbono * su

concentracin pueden exceder el l1mite de solubilidad del carbono en

la austenita. ,or consi/uiente cristalizacin de la aleacin termina

transformacin como eutctica (eutctico austenita-/rafito con cristales

dispersos de /rafito" en la porcin l1quida de aleacin enriquecida concarbono a espacios interaxiales de dendritas. De acuerdo con datos de

la literatura) la fase F#C es metaestable a temperatura ele+ada.

Carbono * Fe#C coexisten en estado l1quido9 el carbono existe en

forma estable de /rupos) mientras que Fe#C existe como al/o que

sur/e de forma continua * rompiendo las fronteras entre los /rupos de

/rafito * austenita. 4os cristales de tipo carburo de cemento no se

pudo determinar por ra*os en el estado de -slido. ?dems

disminucin de la temperatura (por debao de liquidus" conduce a

austenita hipersaturando con carbono en conformidad es suficientepara la /rafitizacin secundaria.

!structura de clulas dendr1ticas es t1pico para la fundicin de

aleacin de superin+ar. !l carbono existe en F!-#56) Ni-#)76) Co-

%)'6 de aleacin de C en estado libre * forma esfrica (dimetro de

hasta 5 micras" (fi/. $a-#a". 4as inclusiones de /rafito se hacen ms

/randes con el aumento del contenido de carbono (fi/. 5a-#a".

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Eariacion de la temperatura +s el coeficiente de expansin tGrmica

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cur+as D? de las muestras tratadas con calor (recocido a 2'%3C) #hH

temple al a/ua a 2'%3CH temple al a/ua a 2'%3C con un recocido a #$ C" se dan en fi/.

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Eariacin C!

ambinmecanismo de C! cambio en el ran/o de temperatura despus delcalentamiento c1clico se ha in+esti/ado en este trabao . 4as muestrasde aleaciones con diferentes contenidos de carbono se in+esti/aron encalentamientos repetidos (tres ciclos" con una tasa de $3C I min hasta$%%%3C . Como fundido de aleacin era una referencia . !l carcter dela cur+a de la aleacin con %)' 6 de C indica que el aumento de los

+alores de C! en el estado ( fi/ . 2a " de colada . Se sabe que la/rafitizacin proceso comienza en aproximada @%%3C ) pero esteefecto no se puede estimar en la cur+a de dilatomtrico debido acontenido de carbono reducido en la aleacin.

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!n el presente trabao el modelo de formacin de la estructura * laspropiedades trmicas de las aleaciones superin+ar que contienen

carbono durante la cristalizacin * el tratamiento trmico) se han

aclarado. ,or primera +ez se muestra la formacin de austenita

eutecticum-/rafito durante la cristalizacin de aleaciones dopadas

superin+ar en carbono (%)' a $)A en peso.6". se ha determinado la

morfolo/1a * distribucin de las inclusiones de carbono en las

aleaciones de fundicin superina+er (Fe-#56) Ni-#)76) Co-%)'6 C

(8t.6") Fe-#56) Ni-')@6) Co-%)26 C) Fe- #@6) Ni-5.76 -5.76) $.A6

Co-C". !l recocido ('2% 3C) # h) 2%%3C) # h" de las aleaciones quecontienen %)' * %)26 de C conduce a un en/rosamiento de la inclusin

existente con tendencia al aislamiento en los l1mites de /rano de

solucin de -slido. !n esta aleacin con alto contenido de carbono d

($)A6 C" el cambio de carcter de /rafito existentes en los centros no

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se produce) pero el en/rosamiento de la inclusin existente es ms

acti+a.

los +alores de C! de las aleaciones de superin+ar (Fe-#56) Ni-#)76)

Co-%)'6 C (8t.6") (Fe-#56) Ni-')@6) Co-%)26 C") (Fe-#@6 ) Ni-5)76)

$)A6 Co-C" se han obtenido en el ran/o de temperatura 5%-$%%%+alores 3C. Despus de calentar hasta $%%% 3C el C! disminu*e ms

del doble en comparacin con la del estado fundido. !l calentamiento

repetido no conduce al cambio del C!.

Se ha in+esti/ado la influencia de carbono en proceso de /rafitizacin.

4a des+iacin de carcter montona de expansin se ha re/istrado en

la cur+a dilatomtrica durante el calentamiento de aleacin de

fundicin de in+ar (Fe-#56) Ni-')@6) %)26 Co-C" en el ran/o de

temperatura de '%%-7%%3C. Cuando se conecta el /rafito) proceso de/rafitizacin) da como resultado) el cambio de la morfolo/1a * el

/rafito queda como inclusiones.

tratamiento trmico de aleaciones de fundicin (Fe-#56) Ni-#)76) Co-

%)'6 C (8t.6") (Fe-#56) Ni-')@6) Co-%)26 C") (Fe-#@6 ) Ni-5)76)

Co-$)A6 C" se ha propuesto un m1nimo de hasta 2%% > C cuando el

proceso de /rafitizacin termin las aleaciones se +uel+en estables *

las propiedades f1sicas de la estructura se considera ms estable (es

decir) necesarias para baos +alores del C!" despus del recocido

('2%3C) # hH. 2%% > C ) #h".

4as aleaciones con un %)' * un %)26 de C han sido recomendados

para el uso debido a la morfolo/1a de las inclusiones de /rafito

constante durante el calentamiento repetido. Como contra a lo

mencionado anteriormente) la aleacin con $)A6 C no proporciona

ausencia de efectos trmicos durante las altas temperaturas.

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