ES2329646T3 - Acero bajo en carbono de propiedades mecanicas y de corrosion superiores. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para fabricar un duro acero de aleación al carbono, de alta resistencia mecánica, resistente a la corrosión, que comprende: (a) formar una composición de aleación que consistente de hierro y al menos uno de los elemento de aleación que comprende carbono en proporciones seleccionadas para proporcionar a dicha composición de aleación con un intervalo de transición de martensita que tiene una temperatura de comienzo de la martensita M s (11) de al menos 350ºC; (b) calentar dicha composición de aleación a una temperatura lo suficientemente alta para causar la austenización de la misma, bajo condiciones que causan que dicha composición de aleación asuma una fase austenita homogénea (12) con los elementos de la aleación en solución; y (c) enfriar dicha fase austenita homogénea (12) a través de dicho intervalo de transición de martensita, para conseguir una microestructura que contiene estrechas bandas de martensita (21) que alternan con películas de la austenita retenida (22). caracterizado porque dicha composición de aleación comprende un contenido de carbono del 0,01-0,35% en peso y bien un contenido de cromo del 1-13% en peso o un contenido de silicio del 0,5-2% en peso; las proporciones seleccionadas durante la etapa (a) permite el enfriamiento por aire de dicha composición de aleación a través de dicho intervalo de transición de martensita sin formación de carburos; el enfriamiento de la etapa (c) es a una tasa de enfriamiento para evitar la ocurrencia del auto-templado y para conseguir una microestructura que sustancialmente no contiene carburos, nitruros o carbonitruros.
Description
Acero bajo en carbono de propiedades mecánicas y
de corrosión superiores.
Esta invención reside en el campo de las
aleaciones de acero particularmente las de alta resistencia
mecánica, dureza, resistencia a la corrosión, y conformabilidad en
frío, y también en la tecnología de procesamiento de las aleaciones
de acero para formar microestructuras que proporcionan al acero con
propiedades físicas y químicas particulares.
En las siguientes patentes de los Estados Unidos
(todas ellas asignadas a los Regentes de la Universidad de
California), se describen aleaciones de acero de alta resistencia
mecánica, dureza y conformabilidad en frío cuyas microestructuras
son composiciones de las fases martensita y austenita:
patente Nº 4.170.497 (de Gareth Thomas y Bangaru
V. N. Rao), publicada el 9 de Octubre de 1979 sobre una solicitud
archivada el 24 de Agosto de 1977
patente Nº 4.170,499 (de Gareth Thomas y Bangaru
V. N. Rao), publicada el 9 de Octubre de 1979 sobre una solicitud
archivada el 14 de Septiembre de 1978, como una continuación en
parte de la solicitud anterior archivada el 24 de Agosto de 1977
patente Nº 4.619.714 (de Gareth Thomas, Jae Hwan
Ahn, y Nack Joon Kim), publicada el 28 de Octubre de 1986 sobre una
solicitud archivada el 29 de Noviembre de 1984, como una
continuación en parte de la solicitud archivada el 6 de Agosto de
1984
patente Nº 4.671.827 (de Gareth Thomas, Nack J.
Kim y Ramamoorthy Ramesh), publicada el 9 de Junio de 1987 sobre una
solicitud archivada el 11 de Octubre de 1985.
La microestructura juega un papel clave en el
establecimiento de las propiedades de una aleación de acero
particular, y de este modo la resistencia mecánica y dureza de la
aleación dependiente no sólo de la selección de las cantidades de
los elementos de la aleación, sino también de las fases cristalinas
presentadas y sus disposiciones. Las aleaciones que se pretenden
usar en ciertos entornos requieren mayores resistencia mecánica y
dureza, y en general una combinación de propiedades que a menudo
están en conflicto, ya que ciertos elementos de la aleación que
contribuyen a una propiedad pueden restar valor de otra.
Las aleaciones tratadas en las patentes listadas
anteriormente son aleaciones de acero al carbono que tienen
microestructuras que consisten en estrechas bandas de martensita
alternando con finas películas de austenita y dispersa con finos
granos de carburos producidos por auto-templado. La
disposición en la cual las estrechas bandas de una fase se separan
por las finas películas de la otra se denomina como una estructura
de "estrechas bandas dislocadas", y se forma en primer lugar
calentando la aleación dentro del intervalo de la austenita,
enfriando a continuación la aleación por debajo de la temperatura de
transición de fase dentro de un intervalo en el cual la austenita
se transforma en martensita, acompañado por el enrollado para
conseguir la forma deseada del producto y para refinar la
disposición de unas estrechas bandas que alternan con una fina
película. Esta microestructura es preferible a la alternativa de
una estructura de martensita enrollada, ya que la estructura de
estrechas bandas tiene una mayor dureza. Las patentes también
describen que el exceso de carbono en las regiones de bandas
estrechas precipita durante el proceso de enfriamiento para formar
cementita (carburo de hierro, Fe_{3}C) por un fenómeno conocido
como "auto-templado". Se cree que estos
carburos auto-templados contribuyen a la dureza del
acero.
La estructura de estrechas bandas dislocadas
produce un acero de alta resistencia mecánica que es tan duro como
dúctil, cualidades que son necesarias para la resistencia a la
propagación de grietas y para la conformabilidad suficiente para
permitir la fabricación satisfactoria de componentes de ingeniería a
partir del acero. Controlar la fase de la martensita para conseguir
una estructura de finas bandas dislocadas en lugar de una estructura
enrollada es uno de los medios más efectivos de conseguir los
niveles necesarios de resistencia mecánica y dureza, mientras que
las finas películas de austenita retenida contribuyen a las
cualidades de ductilidad y conformabilidad. Conseguir esta
microestructura de estrechas bandas dislocadas en lugar de la
estructura enrollada menos deseable requiere una selección
cuidadosa de la composición de la aleación, ya que la composición
de la aleación afecta a la temperatura de comienzo de la martensita,
comúnmente denominada como M_{s}, que es la temperatura a la cual
comienza a formarse en primer lugar la fase de martensita. La
temperatura de transición de la martensita es uno de los factores
que determinan si se formará una estructura enrollada o una
estructura de estrechas bandas dislocadas durante la fase de
transición.
En muchas aplicaciones, la capacidad de
resistencia a la corrosión es altamente importante para el éxito de
la componente del acero. Esto es particularmente cierto en cemento
reforzado por acero a la vista de la porosidad del cemento, y de
que el acero que se usa en entornos en general húmedos. A la vista
del asunto siempre presente acerca de la corrosión, hay un esfuerzo
continuado para desarrollar aleaciones de acero con una resistencia
mejorada a la corrosión. A estos y otros asuntos respecto a la
producción de acero de alta resistencia mecánica y dureza que
también son resistentes a la corrosión se dirige la presente
invención.
El documento de los Estados Unidos 5129966
describe un método para mejorar las propiedades mecánicas de una
fundición de acero de resistencia mecánica elevada, baja aleación,
de bajo a medio carbono del tipo Fe/Cr/C que contiene del 0,1 al
0,5% en peso de Si junto con una pequeña cantidad de Cu y de Ni.
Esto mejora por la estabilidad de la austenita retenida en base al
enfriamiento rápido. La microestructura de grano fino resultante
también incluye pequeñas cantidades de Al, Ti, y Nb.
La presente invención proporciona un proceso
para fabricar un duro acero de aleación al carbono, de alta
resistencia mecánica, resistente a la corrosión, que comprende:
(a) formar una composición de aleación
consistente de hierro y al menos un elemento de aleación que
comprende carbono en las proporciones seleccionadas para
proporcionar a dicha composición de aleación con un intervalo de
transición de martensita que tiene una temperatura de comienzo de
martensita M_{s} (11) de al menos 350ºC;
(b) calentar dicha composición de aleación a una
temperatura lo suficientemente elevada para causar la austenización
de la misma, bajo las condiciones que causan que dicha composición
de aleación asuma una fase austenita homogénea (12) con todos los
elementos de la aleación en solución; y
(c) enfriar dicha fase austenita homogénea (12)
a través de dicho intervalo de transición de martensita, para
conseguir una microestructura que contenga estrechas bandas de
martensita (21) alternando con películas de austenita retenida
(22);
caracterizado porque:
dicha composición de aleación comprende un
contenido de carbono de 0,01-0,35% en peso y bien un
contenido de cromo en peso de 1-13% o un contenido
en peso de silicio del 0,5-2%;
las proporciones seleccionada durante la etapa
(a) permite la refrigeración por aire de dicha composición de
aleación a través de dicho intervalo de transición de martensita sin
la formación de carburos; el enfriamiento de la etapa (c) es a una
tasa de enfriamiento para evitar la ocurrencia de
auto-templado y para conseguir una microestructura
que sustancialmente no contiene carburos, nitruros, o
carbonitruros.
La invención además proporciona un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente y comprende un
contenido de carbono de 0,01-0,35% en peso y bien un
contenido de cromo de 1-13% en peso o un contendido
de silicio del 0,5-2% en peso, que tiene una
temperatura de comienzo de martensita M_{s} (11) de al menos 350ºC
y en el que la microestructura sustancialmente no comprende
carburos, nitruros, o carbonitruros.
La invención además proporciona un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente y que comprende
desde el 0,05% al 0,2% en peso de carbono y desde el 6% hasta el 12%
en peso de cromo.
La invención proporciona además un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente y que comprende
desde el 0,05% al 0,2% en peso de carbono y hasta el 2% en peso de
silicio.
La invención proporciona además un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente en el cual la etapa
(b) se realiza a una temperatura máxima de 1150ºC y dichas películas
de austenita retenida (22) constituyen un máximo del 5% de dicha
microestructura de la etapa (c).
La invención proporciona además un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente, y en el que la
etapa (c) se realiza enfriando rápidamente en agua, y que comprende
del 0,05% al 0,1% en peso de carbono, un miembro seleccionado del
grupo que consistente de silicio y cromo en una concentración de al
menos el 2% en peso, y manganeso en una concentración de al menos
el 0,5% en peso, y en el que la microestructura sustancialmente no
comprende carburos, nitruros, o carbonitruros.
La invención proporciona además un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente, y en el que la
etapa (c) se realiza enfriando rápidamente en agua, y que comprende
del 0,05% al 0,1% en peso de carbono, un miembro seleccionado del
grupo que consistente de silicio y cromo en una concentración del 2%
en peso, y manganeso en una concentración del 0,5% en peso, y en el
que la microestructura sustancialmente no comprende carburos,
nitruros, o carbonitruros.
La invención proporciona además un producto
obtenible por el proceso descrito anteriormente, y en el que la
etapa (c) se realiza enfriando por aire, y que comprende del 0,03%
al 0,05% en peso de carbono, cromo en una concentración desde el 8%
al 12% en peso, y manganeso en una concentración desde el 0,2% al
0,5% en peso, y en el que la microestructura sustancialmente no
comprende carburos, nitruros, o carbonitruros.
Se ha descubierto ahora que puede reducirse la
corrosión en una estructura de estrechas bandas dislocadas
eliminando la presencia de precipitados tales como los carburos,
nitruros y carbonitruros de la estructura, incluyendo los que se
producen por el auto-templado y que también incluyen
los productos de transformación tales como la bainita y la perlita
que contienen carburos, nitruros o carbonitruros de diferentes
morfologías dependiendo de la composición, tasa de enfriamiento y
otros parámetros del proceso de aleación. Se ha descubierto que las
interfaces entre los pequeños cristales de estos precipitados y la
fase de martensita a través de las cuales se dispersan los
precipitados promueven la corrosión actuando como células
galvánicas, y que el picado del acero comienza con estas
interfaces. Por consiguiente, la presente invención reside en parte
en un acero de aleación con una microestructura de bandas estrechas
que no contienen carburos, nitruros o carbonitruros, así como un
método para formar un acero de aleación de esta microestructura. La
invención también reside en el descubrimiento de que este tipo de
microestructura puede conseguirse limitando la elección y las
cantidades de los elementos de la aleación de modo que la
temperatura de comienzo de la martensita M sea de 350ºC o mayor.
Aún más, la invención reside en el descubrimiento de que aunque el
auto-templado y otros medios de precipitación de
carburos, nitruros o carbonitruros en una estructura de estrechas
bandas dislocadas pueden evitarse por una tasa de enfriamiento
rápido, ciertas composiciones de aleación producirán una estructura
de estrechas bandas dislocadas libre de productos
auto-templados y precipitados en general simplemente
enfriando por aire. Estos y otros objetos, características y
ventajas de la invención se entenderán mejor por la descripción que
sigue.
La Fig. 1 es un diagrama cinético de la
transformación de fases que muestra los procedimientos de
procesamiento de la aleación y las condiciones de la invención.
La Fig. 2 es un esbozo que representa la
microestructura de la composición de la aleación de esta
invención.
La Fig. 3 es una representación del esfuerzo
frente a la elongación para cuatro aleaciones de acuerdo con esta
invención.
El auto-templado de una
composición de la aleación se produce cuando una fase que está bajo
esfuerzo debido a la sobresaturación con un elemento de la aleación
se alivia de su esfuerzo precipitando la cantidad de exceso del
elemento de la aleación como un compuesto con otro elemento de la
composición de la aleación de tal modo que el compuesto resultante
reside en regiones aisladas a través de la fase mientras que el
resto de la fase revierte a una condición saturada. El
auto-templado producirá de este modo que el exceso
de carbono precipite como carburo de hierro (Fe_{3}C), Si el
cromo está presente como un elemento adicional de la aleación, parte
del exceso de carbono puede precipitar también como dicarburo de
tricromo (Cr_{3}C_{2}), y carburos similares pueden precipitar
con otros elementos de la aleación. El auto-templado
también causará que el exceso de nitrógeno precipite como nitruros
o carbonitruros. Todos estos precipitados se denominan
colectivamente en este documento como "productos de
auto-templado (o auto-templados)"
y es la eliminación de estos productos y otros productos de
transformación que incluyen precipitados lo que se consigue por la
presente invención como un medio de conseguir su objetivo de
reducir la susceptibilidad de la aleación a la corrosión.
La eliminación de la formación de productos
auto-templados y carburos, nitruros y carbonitruros
en general se consigue de acuerdo con esta invención por la
selección apropiada de una composición de aleación y una tasa de
enfriamiento a través del intervalo de transición de martensita. Las
transiciones de fase que se producen bajo el enfriamiento de una
aleación desde la fase de austenita se gobiernan por la tasa de
enfriamiento en cualquier etapa particular del enfriamiento, y las
transiciones se representan comúnmente por los diagramas cinéticos
de transformación de fase con la temperatura como eje vertical y el
tiempo como el eje horizontal, mostrando las diferentes fases en
diferentes regiones del diagrama, las líneas entre las regiones
representan las condiciones en las cuales se producen las
transiciones desde una fase a la otra. Las localizaciones de las
líneas de frontera en el diagrama de fases y de este modo las
regiones que se definen por las líneas de frontera varían con la
composición de la aleación.
Un ejemplo de tal diagrama de fases se muestra
en la Fig. 1. El intervalo de transición de la martensita se
representa por el área por debajo de la línea horizontal 11 que
representa la temperatura de comienzo de la martensita M_{s}, y
la región 12 por encima de esta línea es la región en la cual
prevalece la fase de austenita. La curva con forma de C 13 dentro
de la región 12 por encima de la línea M_{s} divide la región de
austenita en dos subregiones. La subregión 14 a la izquierda de la
"C" es aquella en la cual la aleación permanece enteramente en
la fase austenita, mientras que la subregión 15 a la derecha de la
"C" es aquella en la que los productos
auto-templados y otros productos de la
transformación que contienen carburos, nitruros o carbonitruros de
diversas morfologías, tales como la bainita y la perlita, se forman
dentro de la fase austenita. La posición de la línea M_{s} y la
posición y curvatura de la "C" variará con la elección de los
elementos de la aleación y las cantidades de cada uno.
La eliminación de la formación de productos de
auto-templado se consigue de esta forma
seleccionando un régimen de enfriamiento que evite la intersección
con la subregión 15 de productos auto-templados o el
paso a través de la misma (interior de la curva de la "C"). Si
por ejemplo se usa una tasa de enfriamiento constante, el régimen
de enfriamiento se representará por una línea recta que está bien
dentro del régimen de austenita 14 en el instante cero y tiene una
pendiente constante (negativa). El límite superior de las tasas de
enfriamiento que evitará la subregión de los productos
auto-templados 15 se representa por la línea 16 en
la Figura que es tangencial a la curva "C". Para evitar la
formación de productos auto-templados o carburos en
general debe usarse una tasa de enfriamiento que se representa por
una línea a la izquierda de la línea límite 16 (es decir, una que
comienza en el mismo punto del instante cero pero que tiene una
pendiente más empinada).
Dependiendo de la composición de la aleación,
por lo tanto una tasa de enfriamiento que es suficientemente grande
para cumplir este requisito puede ser aquella que requiere
enfriamiento por agua o aquella que puede conseguirse con
enfriamiento por aire. En general, si los niveles de ciertos
elementos de aleación en la composición de la aleación que se puede
enfriar por aire y aún tienen una tasa de enfriamiento lo
suficientemente alta, se bajan. Será necesario aumentar los niveles
de otros elementos de la aleación para retener la capacidad de usar
enfriamiento por aire. Por ejemplo, la bajada de uno o más de tales
elementos de la aleación como el carbono, el cromo, o el silicio
puede compensarse aumentando el nivel de un elemento tal como el
manganeso.
Las composiciones de la aleación por ejemplo que
contienen (i) desde aproximadamente el 0,05% a aproximadamente el
0,1% de carbono, (ii) bien silicio o cromo en una concentración de
al menos aproximadamente el 2%, y (iii) manganeso en una
concentración de al menos aproximadamente el 0,5%, todas en peso
(siendo el resto hierro), preferiblemente se enfrían por un
enfriamiento rápido por agua. Ejemplos específicos de estas
composiciones de aleación son (A) una aleación en la cual los
elementos de la aleación son un 2% de silicio, un 0,5% de
manganeso, y un 0,1% de carbono, y (B) una aleación en la cual los
elementos de la aleación son un 2% de cromo, un 0,5% de manganeso,
y un 0,05% de carbono (todos en peso con hierro como resto).
Ejemplos de composiciones de aleaciones que pueden enfriarse por
refrigeración por aire mientras que aún se evita la formación de
productos auto-templados son aquellas que contienen
como elementos de aleación del 0,03% al 0,05% de carbono, del 8% al
12% de cromo, y del 0,2% al 0,5% de manganeso, todas ellas en peso
(siendo el resto hierro). Ejemplos específicos de estas
composiciones de aleación son (A) aquellas que contienen un 0,05% de
carbono, un 8% de cromo, y un 0,5% de manganeso, y (B) aquellas que
contienen un 0,03% de carbono, un 12% de cromo y un 0,2% de
manganeso.
Como se ha establecido anteriormente, la
eliminación del enrollado durante la transición de fase se consigue
usando una composición de aleación que tiene una temperatura de
comienzo de martensita M_{s} de 350ºC o mayor. Un medio preferido
para conseguir este resultado es usar una composición de aleación
que contiene carbono como un elemento de aleación a una
concentración desde el 0,01% al 0,35%, más preferiblemente desde el
0,05% al 0,20%, o desde el 0,02% al 0,15%, todas en peso. Ejemplos
de otros elementos de aleación que también pueden incluirse son
cromo, silicio, manganeso, níquel, molibdeno, cobalto, aluminio y
nitrógeno, bien por separado o en combinaciones. El cromo es
particularmente preferido por su capacidad de pasivación como un
medio adicional de impartir una resistencia a la corrosión del
acero.
Cuando se incluye el cromo, su contenido puede
variar, pero en la mayor parte de los casos el cromo constituirá
una cantidad dentro del intervalo del 1% al 13% en peso. Un
intervalo preferido para el contenido de cromo es del 6% al 12% en
peso, y un intervalo más preferido es aproximadamente del 8% al 10%
en peso. Cuando está presente el silicio, su concentración puede
variar también. El silicio está presente preferiblemente en un
máximo del 2% en peso, y más preferiblemente desde el 0,5% al 2% en
peso.
De acuerdo con estos procedimientos, el
calentamiento de la composición de la aleación para la fase
austenita se realiza preferiblemente a una temperatura de hasta
aproximadamente 1150ºC, o más preferiblemente dentro del intervalo
desde aproximadamente 900ºC a aproximadamente 1150ºC. La aleación se
mantiene a continuación en su temperatura de austenización durante
un periodo de tiempo suficiente para conseguir sustancialmente la
orientación total de los elementos de acuerdo con la estructura del
cristal de la fase austenita. El enrollado se realiza de un modo
controlado en una o más etapas durante los procedimientos de
austenización y enfriamiento para deformar los granos de cristal y
almacenar la energía de tensión dentro de los granos, y para guiar
nuevamente la fase de formación de martensita dentro de una
disposición de estrechas bandas dislocadas de estrechas bandas de
martensita separadas por finas películas de austenita retenida. El
enrollado a la temperatura de austenización ayuda a la difusión de
los elementos de la aleación para formar una fase cristalina
austenita homogénea. Esto se consigue generalmente enrollando para
reducciones del 10% o mayores, y preferiblemente para reducciones
que varían desde aproximadamente el 30% a aproximadamente el
60%.
El enfriamiento parcial seguido por el enrollado
adicional puede tener lugar entonces, guiando los granos y la
estructura de cristal hacia la disposición de estrechas bandas
dislocadas, seguido por el enfriamiento final de un modo que se
conseguirá una tasa de enfriamiento que evita regiones en las cuales
se formarán productos auto-templados o productos de
transformación, como se ha descrito anteriormente. El grosor de las
estrechas bandas dislocadas de martensita y las películas de
austenita variarán con la composición de la aleación y las
condiciones de procesamiento y no son críticas para esta invención.
En la mayor parte de los casos, sin embargo, las películas de
austenita retenida constituirán desde aproximadamente el 0,5% a
aproximadamente el 15% en volumen de la microestructura y
preferiblemente desde aproximadamente el 3% a aproximadamente el
10%, y más preferiblemente un máximo de aproximadamente el 5%. La
Fig. 2 es un esbozo de la estructura de estrechas bandas dislocadas
de la aleación, con estrechas bandas sustancialmente paralelas 21
consistentes de granos de cristales de la fase de martensita,
estrechas bandas separadas por finas películas 22 de la fase de
austenita retenida. Notable en esta estructura es la ausencia de
carburos y precipitados en general (incluyendo nitruros y
carbonitruros), que aparecen en las estructuras de la técnica
anterior como estructuras adicionales parecidas a agujas de una
escala de tamaño considerablemente más pequeño que las dos fase
mostradas y dispersas a través de las bandas estrechas de
martensita dislocadas. La ausencia de estos precipitados contribuye
significativamente a la resistencia a la corrosión de la aleación.
La microestructura deseada se obtiene también fundiendo tales
aceros, y enfriando a tasas suficientemente rápidas para conseguir
la microestructura representada en la Fig. 2, como se ha
establecido anteriormente.
La Fig. 3 es una representación del esfuerzo
frente a la elongación para las microestructuras de cuatro
aleaciones dentro del alcance de la presente invención, todas las
cuales son de una disposición de bandas estrechas dislocadas y
libres de productos auto-templados. Cada una de las
aleaciones tiene un 0,05% de carbono, con cantidades variables de
cromo, representando los cuadrados un 2% de cromo, los triángulos un
4%, los círculos un 6% y la línea lisa un 8%. El área bajo cada una
de las curvas de esfuerzo-elongación es una medida
de la dureza del acero, y se observará que cada aumento en el
contenido de cromo produce un aumento en el área y por tanto de la
dureza, y aún así todos los cuatro niveles de cromo exhiben una
curva con un área sustancial por debajo y por lo tanto elevada
dureza.
Las aleaciones de acero de esta invención son
particularmente útiles en productos que requieren elevadas
resistencias a la tensión y se fabrican por procesos que involucran
operaciones de formación en frío, ya que la microestructura de las
aleaciones se presta por si misma particularmente bien a la
formación en frío. Ejemplos de tales productos son las hojas de
metal para automóviles y los hilos o varillas como las que refuerzan
de forma radial los neumáticos de los automóviles.
Lo anterior se ofrece principalmente para
motivos de ilustración. Pueden hacerse modificaciones y variaciones
adicionales de los diversos parámetros de la composición de la
aleación y los procedimientos y condiciones del procesamiento que
aún realizan los conceptos básicos y novedosos de esta invención.
Estas se ocurrirán fácilmente a los especialistas en la técnica y
están incluidas dentro de alcance de esta invención.
Claims (16)
1. Un proceso para fabricar un duro acero de
aleación al carbono, de alta resistencia mecánica, resistente a la
corrosión, que comprende:
(a) formar una composición de aleación que
consistente de hierro y al menos uno de los elemento de aleación
que comprende carbono en proporciones seleccionadas para
proporcionar a dicha composición de aleación con un intervalo de
transición de martensita que tiene una temperatura de comienzo de la
martensita M_{s} (11) de al menos 350ºC;
(b) calentar dicha composición de aleación a una
temperatura lo suficientemente alta para causar la austenización de
la misma, bajo condiciones que causan que dicha composición de
aleación asuma una fase austenita homogénea (12) con los elementos
de la aleación en solución; y
(c) enfriar dicha fase austenita homogénea (12)
a través de dicho intervalo de transición de martensita, para
conseguir una microestructura que contiene estrechas bandas de
martensita (21) que alternan con películas de la austenita retenida
(22).
caracterizado porque
dicha composición de aleación comprende un
contenido de carbono del 0,01-0,35% en peso y bien
un contenido de cromo del 1-13% en peso o un
contenido de silicio del 0,5-2% en peso;
las proporciones seleccionadas durante la etapa
(a) permite el enfriamiento por aire de dicha composición de
aleación a través de dicho intervalo de transición de martensita sin
formación de carburos;
el enfriamiento de la etapa (c) es a una tasa de
enfriamiento para evitar la ocurrencia del
auto-templado y para conseguir una microestructura
que sustancialmente no contiene carburos, nitruros o
carbonitruros.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho carbono constituye desde el 0,05% al 0,20% en peso
de dicha composición de aleación.
3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho carbono constituye desde el 0,02% al 0,15% en peso
de dicha composición de aleación.
4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho cromo constituye desde el 6% al 12% en peso de
dicha composición de aleación.
5. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho cromo constituye desde el 8% al 10% en peso de
dicha composición de aleación.
6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho, al menos uno, elemento de la aleación adicional
comprende silicio al 2,0% en peso de dicha composición de
aleación.
7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual dicho, al menos uno, elemento de la aleación adicional
comprende nitrógeno, y dicha tasa de enfriamiento de la etapa (c) es
lo suficientemente rápida para conseguir una microestructura que
contiene estrechas bandas de martensita (21) alternando con
películas de austenita retenida (22) y que sustancialmente no
contienen carburos, nitruros, o carbonitruros.
8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual la etapa (b) se realiza a una temperatura dentro del
intervalo desde 900ºC a 1150ºC.
9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1
en el cual la etapa (b) se realiza a una temperatura de un máximo
de 1150ºC.
10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dichas películas de austenita retenida (22) constituyen
desde el 0,5% al 15% de dicha microestructura de la etapa (c).
11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dichas películas de austenita retenida (22) constituyen
desde el 3% al 10% de dicha microestructura de la etapa (c).
12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dichas películas de austenita retenida (22) constituyen
un máximo del 5% de dicha microestructura de la etapa (c).
13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dicho carbono constituye desde el 0,05% al 0,1% en
peso de dicha composición de aleación y dicho, al menos uno,
elemento de aleación adicional comprende (i) un miembro
seleccionado del grupo consistente de silicio y cromo en una
concentración de al menos el 2% en peso y (ii) manganeso en una
concentración de al menos el 0,5% en peso, y la etapa (c) se realiza
enfriando rápidamente en agua.
14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dicho carbono constituye desde el 0,05% al 0,1% en
peso de dicha composición de aleación y dicho, al menos uno,
elemento de aleación adicional comprende (i) un miembro
seleccionado del grupo consistente de silicio y cromo en una
concentración del 2% en peso y (ii) manganeso en una concentración
del 0,5% en peso, y la etapa (c) se realiza enfriando rápidamente en
agua.
15. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1 en el cual dicho carbono constituye desde el 0,03% al 0,05% en
peso de dicha composición de aleación y dicho, al menos uno,
elemento de aleación adicional comprende (i) cromo en una
concentración desde el 8% al 12% en peso y (ii) manganeso en una
concentración desde el 0,2% al 0,5% en peso, y la etapa (c) se
realiza enfriando por aire.
16. Un producto obtenible por el proceso de la
reivindicación 1 que tiene una microestructura que contiene
estrechas bandas de martensita (21) alternando con películas de
austenita retenida (22), comprendiendo un contenido en peso de
carbón del 0,01-0,35% en peso y bien un contenido de
cromo del 1-13% en peso o un contenido en silicio
del 0,5-2% en peso, que tiene una temperatura de
comienzo de martensita M_{s} (11) de al menos 350ºC y en el que
la microestructura sustancialmente no comprende carburos, nitruros,
o carbonitruros.
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