ESTUDIO DE LA INCIDENCIA DE PRECIPITACIÓN DE FASES SECUNDARIAS EN EL COMPORTAMIENTO ANTE EL DESGASTE DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO AISI 310

Abstract

La presente investigación abordó el estudio de la incidencia de precipitación de fases secundarias en el comportamiento ante el desgaste de un acero inoxidable austenítico AISI 310. Para ello, la estructura, propiedades y comportamiento tribológico de este acero fueron estudiadas después de realizar diferentes tratamientos a muestras extraídas de una barra que había sido desincorporada de un horno de tratamiento de crudo donde estuvo en servicio por 10 años a temperaturas variables entre 427 ºC y 760 ºC, presentando precipitación de fases secundarias al final de su vida de servicio. Los tratamientos térmicos se realizaron en el rango de temperatura 475-1000 ºC e incluyeron una etapa de homogeneización a 1000 ºC con enfriamiento posterior en agua, combinados con un recocido de precipitación a 475 ºC y 650 ºC. Esto generó cuatro condiciones distintas en el material que fue caracterizado mediante espectrometría de masa, ensayos mecánicos de dureza (Brinell, Rockwell), microdureza (Vickers) y de impacto (Charpy) en probetas reducidas; complementándose esto con caracterización microestructural mediante microscopía óptica (MO), electrónica (MEB) y microanálisis puntual por EDX. El comportamiento del desgaste fue investigado mediante distintas pruebas tribológicas que incluyeron las modalidades de Cilindros Cruzados, Calota Esférica y Punta sobre Disco, mediante las cuales se generaron huellas cuyas dimensiones y morfologías fueron evaluadas para determinar el volumen y mecanismo de desgaste en las distintas condiciones. Los resultados confirmaron la disolución y re-precipitación de fases secundarias luego de realizar los tratamientos térmicos. Con la disolución de precipitados a 1000 ºC se obtuvo una disminución de dureza, de energía de impacto e incremento de la resistencia al desgaste a pesar de obtenerse el más alto coeficiente de fricción en la prueba de punta sobre disco, mientras que con la precipitación evidenciada en las condiciones de retiro y recocida a 650 ºC, se registraron los más altos valores de energía de impacto y de endurecimiento con respecto a la condición de solución que debía ser la del material al entrar en servicio (original). En estas dos condiciones se evidenciaron detalles característicos de procesos de precipitación masivos (condición retirada de servicio) y recristalización combinada con precipitación (recocido a 650 ºC), lo cual incidió desfavorablemente en el volumen y la tasa de desgaste evaluada en las distintas pruebas tribológicas donde el mecanismo predominante fue desgaste por abrasión.