TRANSFORMACIONES DE FASES EN ACEROS DE BAJO CARBONO / Phase Transformations In Low Carbon Steel

Resumen

Mediante la aplicación de las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Resistividad Eléctrica (ρ) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), se realizó un estudio de la transformación de fases en dos tipos de aceros microaleados de bajo contenido en carbono. La cinética de transformación no isotérmica fue estudiada en estado normalizado y en muestras sometidas a un tratamiento de austenización a 1100 ºC durante 30, 60 y 120 minutos, seguida de un temple en agua a 20 ºC. Las curvas de DSC para los aceros normalizados y para los tratados y templados muestran comportamientos diferentes evidenciando su sensibilidad al cambio microestructural. En ambos casos se reportan tres transformaciones endotérmicas y tres exotérmicas, correspondiente las exotérmicas a la precipitación de fases ricas en carbono en diferentes proporciones respecto a la matriz de hierro, mientras que la primera endotérmica se asocia con la disolución de cementita en el caso normalizado y de martensita en el caso templado, y las otras dos muy puntuales las cuales se asocian con la transición de ferrita magnética a ferrita amagnética y a la transformación alotrópica α → g, respectivamente. La determinación de la entalpía relacionada con los picos puntuales de transformación, permitió calcular la fracción transformada asociada y evaluar su respectiva energía de activación. La resistividad en función del tiempo de austenización, presentó un comportamiento descendente hasta un plateau, indicativo de la fracción de átomos de carbono retenida durante la austenización y por ende asociadas con la fracción de martensita formada. La técnica de microscopía electrónica de barrido, evidenció para muestras en estado normalizado una microestructura ferrítico-perlítica y las templadas una microestructura martensítica.

ABSTRACT

By applying the techniques of Differential Scanning Calorimetry (DSC), Electrical resistivity (ρ) and scanning electron microscopy (SEM) was carried out a study of phase transformation in two types of microalloyed low carbon steels. The non isothermal transformation kinetics was studied on normalized samples and on austenitized samples at 1100 ºC for 30, 60 and 120 minutes followed by quenching in water at 20 ºC. DSC curves for normalized and quenched steels show different behaviors demonstrating its sensitivity to microstructural change. In both cases was reported three endothermic and three exothermic transformations, corresponding the exothermic peaks to the precipitation of carbon-rich phases in different proportions with respect to the iron matrix, while the first endothermic peak is associated to the dissolution of cementite in the normalized samples and to the martensite in the quenched samples, and the two very specific peaks was associated with the transition from ferrite magnetic to ferrite non-magnetic and α → g, allotropic transformation, respectively. The good definition of the endothermic peaks permitted to calculate the fraction transformed and evaluates their respective activation energy. The resistivity as a function of austenitizing time present a downward trend to a plateau, indicative of the fraction of carbon atoms trapped in solid solution and thus associated with the fraction of martensite formed. Micrographs obtained by Scanning electron microscopy showed a ferritic-pearlitic microstructure in the normalized samples and a martensitic microstructure on quenching samples.Keywords: Microalloyed Steel, Phase Transformations, DSC, Electrical Resistivity, SEM.