Caracterización de borde de plancha de acero resistente a abrasión.

Avendaño, Torres MET-227 1-2014 Pág. 1/4

Caracterización de borde de plancha de acero resistente a abrasión. Hugo Avendaño, Pablo Torres.

16 de Mayo del 2014 Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales

Caso Nº2:

El acero Tipo Hardox 500 soporta un intenso desgaste, y su dureza alcanza los 500 HBW. Apropiada para casos de fuerte erosión de minerales duros y otros materiales abrasivos. El acero tipo Hardox 550 es una plancha antidesgaste de 550 HBW de dureza. Esta plancha es usada principalmente en trabajos que requieren de una intensa abrasión, los 50 brines de dureza más en comparación al de 500, ayudan a incrementar la vida de servicio ante el desgaste pero no a costa de la resistencia al agrietamiento. Por ultimo el acero tipo Hardox 600 es la plancha mas dura del mercado con 600 HBW. Se trata de un producto puramente antidesgaste, para soportar una abrasión muy pronunciada. Es capaz de sustituir piezas de Fundicion de acero, Fundicion blanca al cromo y soldadura de recargue. A pesar de su dureza extremadamente alta, se puede mecanizar, soldar y cortar.

- Caracterizar borde y centro de las 3 planchas y reporte metalográfico y micro dureza correspondiente.

Fig. Nº 1, 2, 3: Microestructura del centro de la plancha vista a: Fig. 1; 50X y Fig. 2; 200X. Fig.3; Fotografía del borde de la plancha vista a 100X. Las tres fotografías corresponden a al

tipo Hardox de 500 HB.

Fig. Nº 4, 5, 6: Fotografías de acero tipo Hardox de 550 HB. La Fig. 4 esta sacada a 50x, la Fig. 5 a 100X y la Fig. 6 es del borde de la plancha y fue obtenida a 1000X.

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Fig. Nº 7, 8, 9 : Fotografías de un acero tipo Hardox de 600 HB. Las imágenes fueron sacadas a: Fig.7; 50X, Fig. 8; 500X y la Fig. 9 a 100X. La ultima corresponde al borde

de la plancha.

En todas las fotografías se observa una microestructura homogénea combinada con un nivel bajo de impurezas.

Claramente se observan fases ferriticas (partes blancas) y martensiticas, siendo esta ultima la que aumenta la resistencia que hace característico a este tipo de acero.

La micro dureza correspondiente a las probetas analizadas, aplicando una carga de 100 gramos de carga en el centro de la probeta y 50 gramos de carga para el borde, son:

500 HB 550 HB 600 HB ∅𝟏 ∅𝟐 HV ∅𝟏 ∅𝟐 HV ∅𝟏 ∅𝟐 HV

CENTRO 28,2 29,4 209 26 25,5 124 27,5 29 233 BORDE 30 30 103 35 34 75,7 37,5 38,5 62,6

Tabla Nº 1: Dureza Vickers para diferentes puntos de las diferentes probetas.

- Niveles de composición y proceso de fabricación hasta llegar a las planchas de 50 mm.

Según la Ficha técnica de cada Acero tipo Hardox estudiado la composición química es:

500 HB/ Composición Química (Análisis de Colada) C

Max % Si

Max % Mn

Max % P

Max % S

Max % Cr

Max % Ni

Max % Mo

Max % B

Max % 0.30 0.70 1.60 0.020 0.01 1.50 1.50 0.60 0.005

Tabla Nº2: Composición química Acero tipo Hardox con 500 de dureza Brinell.

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550 HB/ Composición Química (Análisis de Colada) C

Max % Si

Max % Mn

Max % P

Max % S

Max % Cr

Max % Ni

Max % Mo

Max % B

Max % 0.37 0.50 1.30 0.020 0.01 1.40 1.40 0.60 0.004

Tabla Nº3: Composición química Acero tipo Hardox con 550 de dureza Brinell.

600 HB/ Composición Química (Análisis de Colada) C

Max % Si

Max % Mn

Max % P

Max % S

Max % Cr

Max % Ni

Max % Mo

Max % B

Max % 0.47 0.70 1.00 0.015 0.01 1.20 2.50 0.70 0.005

Tabla Nº4: Composición química Acero tipo Hardox con 600 de dureza Brinell.

Las materias primas principales son mineral de acero en forma de pellets y coque. Este pellets es transformado en arrabio en un alto horno, que se transporta en vagones-crisol a la planta siderúrgica a un convertidor. Luego en el Convertidor LD (Linz y Donawitz) el arrabio es convertido en acero, reduciéndose el contenido de carbono mediante inyección de oxigeno. Posteriormente el acero es sometido a diferentes tratamientos hasta que tenga el análisis y temperatura exactos. En la instalación de colada continua se transforma en lingotes, que luego son transportados a un taller de laminación para ser convertidos en planchas. Para conseguir las propiedades necesarias de un Hardox, la plancha es sometida a un tratamiento térmico (temple) y si fuese necesario se realiza un revenido. Luego la plancha esta lista para se vendida.

- Procedimiento para saber a que temperatura fue efectuado el revenido.

La resistencia del acero al ablandamiento depende de su análisis químico, de su microestructura y de la forma como se haya procesado. Si la temperatura del acero excede los 250ºC, su dureza se reduce según el siguiente diagrama:

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Fig. Nº 10: Relación entre dureza superficial y temperatura de revenido. (Diagrama obtenido de Ficha técnica de: Corte de chapa antidesgaste Hardox)

Es por eso que el procedimiento que proponemos para determinar la temperatura a la que fue realizado el revenido, es obtener la micro dureza superficial de las planchas de acero resistente a abrasión, a través de una maquina de pruebas de dureza Vickers. Con estos valores se ingresará al diagrama antes señalado para finalmente encontrar la temperatura de revenido.