14 Procesos y usos del acero
14 Procesos y usos del acero
OCT-DIC 2023 l ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y EL ACERO l AISTMEXICO . ORG . MX
La microestructura del material se obtiene durante la transformación desde austenita en la mesa de enfriamiento y en el enrollado al final del proceso .
El diseño de la mesa de enfriamiento se basa en el espacio y agua disponible en el lugar ; el tipo y número de cabezales de enfriamiento se seleccionan en función de la mezcla de productos ofrecidos .
El enfriamiento de la cinta se obtiene por convección y ebullición del agua proveniente de los cabezales , la eficiencia en el enfriamiento depende de diversos factores como son la diferencia de temperatura entre el agua y la superficie de la cinta , geometría , dimensiones y tiempo de contacto en la zona de golpe , etc . [ 17 , 22-24 ] . El enfriamiento de la bobina depende de sus dimensiones y de las condiciones imperante durante el enrollado [ 25 ] .
Muestras provenientes de los aceros , así como de piezas que fallaron durante su proceso , se prepararon para su observación por medio de microscopía óptica y electrónica de barrido ( LOM y SEM por sus acrónimos en inglés de light optical microscopy y scanning electron microscopy ). Las observaciones por SEM se realizaron tanto en modo de electrones secundarios como retrodispersados ( SE y BE por secondary y backscattered electrons ). Se realizaron análisis químicos por medio de espectroscopía de energía dispersiva de rayos X ( EDX por energy-dispersive X-ray spectroscopy ). Se seleccionaron unas muestras para su observación por medio de difracción de electrones retrodispersados ( EBSD por electron back-scattered diffraction ) para identificar con mayor precisión a los componentes microestructurales [ 26 ] .
Resultados y discusión
La predicción de la cinética de solidificación de los varios aceros se obtuvo a partir de la formulación del modelo Scheil-Gulliver implementado en el paquete comercial cinético y termodinámico usado [ 19 ] , como se muestra en la Figura 3 . Las fases identificadas son el líquido ( a ), ferrita δ ( b ), austenita ( c ) y precipitados TiN ( d ). Las líneas punteadas indican las temperaturas a las que inicia la solidificación , Tf , inicio de la precipitación de TiN , Tp , inicio de la formación de austenita , Ta , y aquella a la que la solidificación concluye , Tl .
Estas temperaturas se presentan en la Tabla 2 . Se aprecia que la solidificación procede en los aceros de la misma forma , la primera fase sólida es la ferrita δ , seguida de la austenita .
El modelo indica que la precipitación de TiN se presentará tempranamente en el acero C , dado sus altos contenidos de Ti y N , Tabla 1 .
Figura 3
Solidificación de los diversos aceros en base a sus composiciones ; las fases mostradas son el líquido ( a ), ferrita δ ( b ), austenita ( c ) y TiN ( d ). Las líneas verticales corresponden a las temperaturas a las que se presentan diversas reacciones .
Figura 4
Cambios en la temperatura y el tamaño de grano austenítico durante la laminación de una lámina de 3 mm de espesor del acero B según el arreglo mostrado en la Figura 2 [ 16 , 18 ] .
La Figura 4 muestra los cambios de temperatura y de tamaño de grano en cuatro diferentes posiciones que se presentan durante la laminación de una cinta de 3 mm de espesor del acero B suponiendo la configuración mostrada en la Figura 2 [ 16 , 18 ] . Las posiciones en las que se reportan corresponden al centro del ancho y espesor , A , centro superficie , B , centro orilla , C , y esquina , D , de la lámina suponiendo condiciones simétricas [ 16 , 20 , 21 ] . El modelo predice un tamaño de grano austenítico de entre 20 y 25 µ m a la salida de la línea .
La Figura 5 muestra el comportamiento durante el enfriamiento en la mesa de la cinta de 3 mm de es-