El Efecto Del Fosforo En El Acero
Enviado por • 16 de Marzo de 2014 • 2.207 Palabras (9 Páginas) • 1.192 Visitas
Efecto del contenido de azufre y del grado
de desoxidación sobre la ductilidad en caliente
de aceros inoxidables austeníticos
resulfurados en estado de solidificación
J. Botella^ ' y R. Sánchez^ ;
Resumen La fabricación de aceros inoxidables austeníticos de alta maquinabilidad presenta una problemática
específica derivada de su elevado contenido de azufre; elemento necesario para generar en la matriz
austenítica inclusiones que faciliten las diferentes operaciones de mecanizado, pero perjudicial en
cuanto al deterioro que produce en la deformabilidad en caliente. Este artículo describe el estudio
realizado para evaluar el efecto del contenido de azufre y el grado de desoxidación sobre la ductilidad
en caliente de aceros inoxidables austeníticos resulfurados, partiendo de una estructura de solidificación
{as cast condition). Se realizaron ensayos de tracción en un sistema Gleeble, a temperaturas
entre 1.150 y 1.250 °C, analizándose el parámetro de ductilidad en función del contenido de azufre,
nivel de desoxidación, y del tipo, tamaño y distribución de los sulfuros presentes. Los resultados
ponen de manifiesto el efecto perjudicial de los contenidos de azufre y oxígeno sobre la deformabilidad
en caliente de los aceros inoxidables austeníticos resulfurados, y la necesidad de controlar especialmente
el nivel de óxidos de dichos aceros.
Palabras clave: Acero inoxidable austenítico resulfurado. Alta maquinabilidad. Deformabilidad.
Desoxidación.
Effect of both sulphur contení and deoxidation degree on the
hot ductility of resulphurized austenitic stainless steels in the
solidified state
Abstract The manufacture of free machining austenitic stainless steels features a specific drawback derived
from their high sulphur content, which is needed for generating, into the austenitic matrix, inclusions
to optimize the different machining operations. However, sulphur has a harmful effect on hot
workability. This paper deals with assessing the effect of sulphur content and deoxidation level on
the hot ductility of resulphurized austenitic stainless steels in as cast condition. Hot tensile tests were
conducted on a Gleeble machine, at temperatures between 1,150 and 1,250 °C, studying a ductility
factor as a function of sulphur content, deoxidation degree, as well as type, size and distribution of
sulfides. Results point out the harmful effect of increasing sulphur and oxigen contents on the hot
workability of resulphurized austenitic stainless steels, and the need to control carefully the level of
oxides of these steels.
Keywords: Resulphurized austenitic stainless steels. Free machining. Workability. Deoxidation.
1. INTRODUCCIÓN
El procedimiento más utilizado para optimizar la
capacidad de mecanización (por torneado, fresado,
etc.) de los aceros es la adición de determinados
contenidos de azufre y manganeso, de forma que se
* Centro I+D de Acerinox, S.A. Fábrica del Campo de Gibraltar,
Aptdo. 83. 11370-Los Barrios (Cádiz, España).
asegure la formación de inclusiones tipo MnS, en
masa proporcional a la del azufre de aleación. Estos
sulfuros, distribuidos uniformemente en la matriz
del acero, constituyen una fase que actúa a modo de
lubricante para la pieza de corte, permitiendo tanto
una mayor vida útil de ésta, como una superior
velocidad de mecanizado, en relación al acero sin
resulfurar.
Rev. Metal. Madrid, 34 (mayo), 1998 195
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J. Botella et al. /Efecto del contenido de azufre y del grado de desoxidación sobre la ductilidad en caliente .
El grado de resulfuración de los aceros es variable,
en función del objetivo concreto de mejora de
la maquinabilidad, y presenta, en cualquier caso, un
determinado compromiso entre dicho objetivo y el
resto de propiedades del material. En el caso de los
aceros inoxidables, la presencia de sulfuros de manganeso
afecta a la corrosión por picaduras y el azufre
es, por sí mismo, un elemento residual que reduce
considerablemente la capacidad de conformado
del acero a alta temperatura.
De cara a la deformabilidad en caliente del acero
inoxidable austenítico resulfurado, el azufre tiene
un doble efecto. Por un lado, el azufre en solución
solida (azufre libre) se encuentra segregado en los
bordes de grano y en los bordes 8/7, y puede dar
lugar, en función de su contenido, a la descohesión
de dichos bordes (1). Este efecto se debe a que el
tamaño del átomo de azufre es relativamente grande
(2) y su solubilidad en la matriz austenítica es aproximadamente
del 0,01 % a temperatura ambiente
(3). En este sentido, la ductilidad en caliente de aceros
inoxidables con ya muy bajos contenidos de
azufre (10 a 20 ppm) se puede mejorar si se alcanzan
niveles por debajo de 3 ppm (2).
En segundo término, los sulfuros de manganeso
tienen una determinada capacidad de deformación
en relación con la matriz 7, y este hecho influye
también en la deformabilidad global de la aleación.
Habitualmente, los sulfuros de manganeso son suficientemente
plásticos para acompañar la deformación
de la austenita, pero pueden verse afectados
por la presencia de otras inclusiones no metálicas
asociadas a aquellos, que en los aceros inoxidables
son normalmente óxidos. Estos reducen la deformabilidad
de las inclusiones mixtas óxido-sulfuro, que
llegan a constituir lugares preferentes de nucleación
de grietas (4). De hecho, la utilización de tierras
raras (TR) en la fabricación de aceros resulfurados
ha estado principalmente justificada por la mejora
de ductilidad en caliente. Las TR consiguen tal
efecto más por el aumento de desoxidación que
producen que por su efecto en la composición o
morfología de los sulfuros (4).
En este estudio se han considerado las variables
contenido de azufre e índice de limpieza de inclusiones
tipo óxidos para determinar la deformabilidad
en caliente de aceros inoxidables austeníticos
resulfurados.
2. MATERIALES
Los materiales en estudio son muestras
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