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HEA es el logo de HORNOS ALFERIEFF, MarcaRegistrada de la ingeniería dedicada desde1945 al diseño y construcción de Hornos In-dustriales y Estufas Industriales e Instalacio-nes Térmicas llave en mano.En la larga trayectoria se han construido másde 1.000 instalaciones únicas, en España, Eu-ropa y América.Los sectores principales son: Aeronáutica,Naval, Defensa, Tratamientos Térmicos, Fa-bricantes de Máquinas Eléctricas, IndustriaPesada.En estos momentos afronta un proyecto deexpansión.Visite nuestra NUEVA WEB: www.alferieff.com

HEA is the logo of HORNOS ALFERIEFF, trademark of the engineering company designing andmanufacturing Industrial Furnaces and Ovens,and specialized in INDUSTRIAL HEATING.More than 1.000 unique units have been manu-factured in the long company life in Spain andalso in Europe and America.Our customers are in Aeronautic, Naval and De-fence Industries, Heat Treatment, Manufactu-rers of Electrical Machinery, Heavy Industry.The company is developping an expansion pro-ject.Visit our new website: www.alferieff.com

Director: Antonio Pérez de CaminoPublicidad: Carolina AbuinAdministración: María González Ochoa

PEDECA PRESS PUBLICACIONES S.L.U.Goya, 20, 4º - 28001 Madrid

Teléfono: 917 817 776 - Fax: 917 817 126www.pedeca.es • [email protected]

ISSN: 1888-4423 - Depósito legal: M-53065-2007

Diseño y Maquetación: José González OteroCreatividad: Víctor J. RuizImpresión: Villena Artes Gráficas

Redactorhonorífico:José MaríaPalacios

Colaboradores:Manuel A.

Martínez Baena,Juan Martínez

Arcasy Jordi Tartera

Por su amable y desinteresada colaboraciónen la redacción de este número, agradece-mos sus informaciones, realización de repor-tajes y redacción de artículos a sus autores.

TRATER PRESS se publica seis veces al año: Fe-brero, Abril, Junio, Septiembre, Noviembre yDiciembre.

Los autores son los únicos responsables delas opiniones y conceptos por ellos emitidos.

Queda prohibida la reproducción total o parcialde cualquier texto o artículo publicado en TRA-TER PRESS sin previo acuerdo con la revista.

Editorial 2

Noticias 4AFC-Holcroft anuncia dos nuevos pedidos de hornos • El grupo AICHELIN nombra delegrado paraEspaña • El Comité del certamen EGÉTICA-EXPOENERGÉTICA se amplía en su convocatoria 2011 •Bodycote redirige toda la línea de hornos de AFC-Holcroft a México • Sodeca presenta nuevo ca-tálogo de extractores para humos • LAND celebra 40 años de su Laboratorio de Calibración • EFEFamplía su marca en Londres • La producción de acero de octubre repite la del mes de septiembre.

Artículos

•Recuperación de calor en calderas de vapor y aceite térmico - Por ANINGAS S.A. 10•Fórum de Arcas - Por Juan Martínez Arcas 14•Nueva cámara de termografía fina FTI-E 1000 de Land Instruments 16•TECNALIA participa en el principal proyecto de I+D sobre electrónica de potencia a nivel estatal 17•Los socios de HEGAN toman posiciones en nuevos nichos del A350XWB 18•Reparación, reconstrucción, suministro de accesorios para hornos de vacío y de atmósfera 20•BcnRail despierta el interés de empresas nacionales y extranjeras - Por Fira Barcelona 22•Productos largos de perfil grueso en aceros microaleados - Por Eugenio Echevarria 23•Tecnalia participa en un proyecto para lograr mayor seguridad en puertas rápidas cortafuego 30•Efecto de las condiciones de temple bainítico (austempering) en las propiedades mecánicas y

microestructura de aceros sinterizados - Por M. Campos, J. Sicre-Artalejo, J.J. Muñoz, J.M. Torralba, J.M.Sánchez-Villá, L. Carreras 31

•Algunas consideraciones sobre el tratamiento térmico y soldadura de los aceros inoxidables aus-teníticos - Por Manuel Antonio Martínez Baena y José Mª Palacios Reparaz (=) 38

Guía de compras 45

Indice de Anunciantes 48

Sumario • NOVIEMBRE 2010 - Nº 19

Nue

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Port

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Asociación colaboradora

Asociaciónde Amigosde la Metalurgia

Información / Noviembre 2010

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Casi sin darnos cuenta pero sufriendo mucho, ya esta-mos en Noviembre. Ahora sí se ve cercano el final de a-

ño, esperemos que siga moviéndose por poco que sea y novayamos para atrás, que parece no va a ser así.

Aunque algunos pronostiquen un próximo año malo,hay que ser optimistas y aunque sabemos que será un

año también difícil, tenemos que seguir remando contracorriente. Tienen que venir mejores momentos, de eso nocabe duda.

Para este número no hemos podido incluir a tiempo elresumen del último Tartermat celebrado en Pamplona

organizado por AIN.

En el próximo podrán informarse de todo lo acontecidoallí y que adelantamos fué un éxito en todos los aspec-

tos.

Antonio Pérez de Camino

Editorial

AFC-Holcroftanunciados nuevospedidosde hornos El primer pedido es para un hor-no discontinuo a medida delcliente y procede de un destaca-do fabricante de Oriente Medio.

Este equipo será diseñado de a-cuerdo a las necesidades espe-cíficas del cliente para atenderun riguroso proceso de fabrica-ción de alta calidad.

El pedido contempla un HornoBox de Atmósfera modelo UBAB,que será utilizado para el trata-miento de engranajes.

El segundo pedido procede de u-no de los principales suminis-tradores de componentes parala industria de automoción. Pa-ra este cliente, AFC- Holcroft vaa suministrar un Horno de Cam-pana con Recirculación de At-mósfera para Distensionado.

El nuevo horno será un duplica-do de otro equipo pedido recien-temente por el mismo cliente, yque será instalado en una Plantaen Méjico.

AFC-Holcroft tiene más de no-venta años de experiencia enprocesos térmicos. La compañíafabrica instalaciones de trata-miento térmico llave en manopara aplicaciones en distintossectores industriales entre losque se incluyen tratamientos tér-micos comerciales, rodamientos,automoción, aeroespacial, mili-tar, tratamiento térmico de alu-minio, fabricación de engranajes,tornillería y energías alternati-vas.

Info 1

cientemente a su Comité nuevosmiembros de cara al arranque ypuesta en marcha de su convoca-toria 2011, que tendrá lugar enlas instalaciones de Feria Valen-cia del 16 al 18 de febrero.

Las firmas Eurener, KrannichSolar, Mecasolar-OPDE-Proinso,Würth; Energesis, Ahorro y Efi-ciencia Energética, Renomar yA+F Suncarrier han pasado aformar parte del máximo órga-no de decisión de la muestra.Empresas representantes dedistintos ámbitos dentro de lasenergías renovables, como sonla geotermia, el sector de la e-nergía eólica o el de las instala-ciones termofotovoltaicas.

Nuevos miembros que vienen asumarse a la ya activa participa-ción de empresas líderes del sec-tor de las energías renovables yconvencionales, con la presenciaen el Comité de EGÉTICA-EXPOE-NERGETICA de Iberdrola, Accio-na o Gas Natural-Unión Fenosa,entre otras.

Asimismo la Feria de las Energíascuenta con un sólido respaldoinstitucional a través de la activaparticipación en el Comité de laGeneralitat, a través de la AgenciaValenciana de la Energía (AVEN).

También participan la AsociaciónValenciana de Empresas del Sec-tor de la Energía (AVAESEN) y elInstituto Tecnológico de la Ener-gía (ITE); sin olvidar por supuestola presidencia del certamen que,en la presente convocatoria, que-da en manos de Antonio Cejalvo,director general de Energía de laGeneralitat Valenciana.

Info 3

Noticias / Noviembre 2010

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El grupoAICHELINnombra delegadopara EspañaLa firma Aichelin, fabricante deequipos e instalaciones de tra-tamientos térmicos líder en susector, ha nombrado represen-tante en exclusiva para el mer-cado español a la empresa Téc-nicas en hornos HOT S.L.

Técnicas en hornos HOT es de-legada también de las firmas:

— Hauzer Techno Coating Bv,fabricante de equipos de tra-tamiento y recubrimiento envacío PVD / PACVD.

— LAC Cz, fabricante de hornospara tratamiento térmico demetales y cerámica.

— Friedr. Lohmann Gmbh, fa-bricante de utillajes en fun-dición refractaria y cintas deeslabones fundidos.

Técnicas en hornos HOT, realizatambién servicio de asistenciatécnica e ingeniería y venta derepuestos para la mayoría demarcas en el mercado. Con esteacuerdo, completa la gama deproductos y servicios ofertadospara el mercado de los trata-mientos térmicos.

Info 2

El Comitédel certamenEGÉTICA-EXPOENERGÉTICAse amplía en suconvocatoria 2011El certamen EGÉTICA-EXPOE-NERGÉTICA ha incorporado re-

Bodycote redirigetoda la línea dehornos de AFC-Holcroft a MéxicoBodycote Thermal Processing,la compañía de tratamiento tér-mico más grande del mundo, hainstalado dos nuevos hornos detemplado integral por lotes UBQy equipos de soporte en su plan-ta de Silao, México.

La línea completa de equiposAFC-Holcroft ahora está com-puesta por: (4) hornos de Tem-plado Universal por Lotes (UBQ)con enfriamiento superior, (4)Hornos de Enfriamiento UBT, (1)horno de enfriamiento por ni-trogeno UBTN, (2) Máquinas delavado universal por lote UBW,un carro con defensas en ambosextremos UBTC, 4 plataformaselevadoras tijera, 10 platafor-mas de carga, y un generadorendotérmico EZ-9000.

En 2009 Bodycote firmó un a-cuerdo con AFC-Holcroft paraproveer una plataforma comúnde hornos por lotes a las insta-laciones de Bodycote de 27 paí-ses del mundo. El objetivo del a-cuerdo es lograr consistenciaentre la gran cantidad de plan-tas de tratamiento térmico co-mercial que Bodycote manejaen todo el mundo, minimizandolos costos de inversión en nue-

vos equipos. Es la compañía detratamiento térmico más gran-de del mundo, con más de 170plantas funcionando en 27 paí-ses.

AFC-Holcroft cuenta con más de90 años de experiencia en el pro-cesamiento térmico. La compa-ñía fabrica sistemas de trata-miento térmico llave en manopara aplicaciones que incluyenel tratamiento térmico comer-cial, de rodamientos, automo-triz, aeroespacial y militar, fabri-cación de engranajes yfijaciones, e industrias de ener-gía alternativa.

Info 4

Sodeca presentanuevo catálogode extractorespara humosNuevo catálogo de extractorespara la evacuación de humos:400 ºC/2h – 300 ºC/1h – 200 ºC/2h.

La empresa de Sant Quirze deBesora pone a su disposición sunuevo catálogo de extractorespara la evacuación de humos ysistemas de sobrepresión.

Se amplían contenidos e inclu-yen nuevas gamas de productorespecto al anterior. Todo tipo desoluciones en ventilación se es-quematizan en este nuevo catá-logo, con el objetivo principal deque el cliente pueda obtener lamáxima información, gracias asus contenidos claros y sencillos,especialmente diseñados parafacilitar las labores de consulta.

Sodeca está en línea con las nue-vas tendencias de ventilación,que ayudan a la preservación delmedio ambiente y al ahorro e-nergético. En este sentido, el

nuevo catálogo presentado por lafirma informa de las homologa-ciones y certificados de los dife-rentes productos, que cumplencon las más altas exigencias decalidad según las normativas deISO y AMCA.

Info 5

LAND celebra40 añosde su Laboratoriode CalibraciónEl Laboratorio de Calibración deLAND se creó para satisfacer lasnecesidades de calibración detemperatura de los clientes. El la-boratorio ofrece un servicio com-pleto de calibración de sensoresde temperatura y fuentes, inclu-yendo: termómetros de radiación,cámaras de termografía, termo-pares y fuentes de cuerpo negro.

El Laboratorio de Calibración deLAND, en el Reino Unido, fue elprimero en ser acreditado en1970 para emitir Certificados deCalibración en el ámbito de me-didas de temperatura y tambiénel primero en ser acreditado pa-ra emitir certificados que cum-


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plan los requisitos de las nor-mas ISO 17025.

En los últimos 40 años ha emiti-do más de 18.500 certificados.Esta dedicación y entrega ha da-do a LAND una reputación in-discutible entre los laboratoriosde calibración de temperaturadel mundo. El éxito del labora-torio en estos 40 años es testa-mento de la disciplina y dedica-ción de toda la gente que hatrabajado allí.

Info 6

EFEF amplíasu marcaen LóndresEl pasado 21 de octubre se clau-suró el segundo “European Fu-ture Energy Forum” (Foro Euro-peo de Energías de Futuro), quecongregó en el recinto ferial Ex-cel de Londres a más de 4.000visitantes de todo el mundo.

Así, representantes de empre-sas y entidades relacionadas

con el sector energético acudie-ron al Foro para tomar parte enlas sesiones principales, confe-rencias, talleres de expertos,mesas redondas, muestra co-mercial y otras actividades in-cluidas en su ambicioso progra-ma.

Como co-organizadores del cer-tamen junto con la agencia Tu-rret Middle East, los responsa-bles de Bilbao Exhibition Centrese trasladaron la pasada semanaa la capital del Reino Unido, a-compañados de una delegaciónempresarial e institucional. Enella destacó la participación deJosé Ignacio Hormaeche, Direc-tor General del Ente Vasco de laEnergía, Edorta Larrauri, Direc-tor de Tecnología del GobiernoVasco, Oscar Zabala, Director deEnergía del Gobierno Vasco, yAlberto Fernández, Responsablede Tecnología de SPRI, ademásde representantes de empresasvascas como Sener, Gamesa eHiriko.

Por su parte, Pedro Marín, Se-cretario de Estado de Energía,participó como ponente en laceremonia de apertura del con-greso, en el que también inter-vinieron los Secretarios de Esta-do de Energía de Reino Unido yPortugal, la Ministra de Energíade Dinamarca, y el Primer Mi-nistro del país anfitrión, DavidCameron, que saludó a los asis-tentes por videoconferencia.

La próxima cita en el calendariointernacional del sector será elpróximo año, cuando se celebrela 3ª edición del European Futu-re Energy Summit de nuevo enBEC. Sus socios están promocio-nando ya este evento en distin-tas reuniones y convocatorias,con las que pretenden reforzarla marca europea y crear nuevasredes de trabajo de alto perfil.

Info 7

La producciónde acero de octubrerepite la del mesde septiembreSegún UNESID, la producción deacero bruto de las fábricas espa-ñolas en octubre ha sido de 1,4millones de toneladas. Esta can-tidad es muy similar a la de sep-tiembre y también a la de junio,antes de la disminución estival.También es la producida en lamedia de los últimos 12 meses.La situación de la industria es portanto de estabilidad, mensajeque se viene repitiendo en los úl-timos meses.

La comparación del último mescon el dato de octubre de 2009en cambio es negativa, habien-do descendido la producción un12%. En el final del año pasadolas cifras fueron algo más ele-vadas para reponer inventariodespués del débil comienzo delaño.


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En cuanto al total del año trans-currido, la cifra asciende a 14 mi-llones de toneladas en los diezprimeros meses de 2010, apenas400.000 toneladas por debajo dela producción total de 2009. Seconfirma así que, en términos deproducción siderúrgica, 2010 ter-minará con una clara mejoría so-bre el año pasado.

Info 8


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El aumento de la eficiencia es muy importantepor el ahorro de combustible y además por-que en calderas de cogeneración, los comple-

mentos retributivos son función de esta eficienciay permiten discriminar las que deben ser objeto defomento.

El rendimiento se puede incrementar reduciendola temperatura de los humos con uno o más Eco-nomizadores en serie a la salida de los gases de lacaldera, reduciendo su temperatura y aprovechan-do al máximo el calor residual.

En primera aproximación, por cada reducción de20 ºC en la temperatura de humos, aumenta un 1%el rendimiento.

CALDERAS DE VAPOR

Normalmente el rendimiento de las calderas devapor pirotubulares con quemador (dependiendode las condiciones de trabajo) es del orden del 91 ó92%. Con un Economizador Gases/Agua se puedeincrementar de modo económico el rendimientoun 4% (hasta un 94% +-1). Un Precalentador adicio-nal de aire de combustión puede aumentar el ren-dimiento otro 3% (hasta 97% +-1).

ANINGAS S.A. suministra dos tipos de Economiza-dores Gases / Agua:

• Economizadores “en línea”, es decir que no estánsituados sobre la vertical de la propia caldera. A-demás del by-pass del circuito de agua, se dispo-ne de by-pass de gases manual integrado en el

propio equipo. Facilitan el mantenimiento y lainspección. Minimizan el riesgo de corrosionesen la caldera por condensación.

• Economizadores en chimenea. Mucho más com-pactos, adecuados para calderas existentes o sa-las de calderas con limitación de espacio.

En ambos casos se puede precalentar el agua de a-limentación de la propia caldera u otro circuito in-dependiente de agua para otras aplicaciones (aguade proceso, ACS, …)

En el diseño de estos equipos se deben tener encuenta:

• Limitar la temperatura del agua de alimentaciónde la caldera, a la salida del economizador a unos4 ºC (approach point) por debajo de la temperatu-ra de saturación del vapor en el interior de la cal-dera, para evitar vaporizaciones en el Economi-zador.

• Mantener la temperatura de los gases a la salidadel economizador por encima de 120ºC / 125ºCpara evitar condensaciones y corrosiones. Sin

Recuperación de calor en calderasde vapor y aceite térmicoPPoorr AANNIINNGGAASS SS..AA..

Los materiales constructivos se deben escoger enfunción de las necesidades de cada caso:

• Tubos de acero al carbono con aletas de alumi-nio.

• Tubos de acero al carbono con aletas de acero.

• Tubos de acero al carbono con aletas de acerosoldadas por radiofrecuencia y casquillos antivi-bratorios en los extremos (para calderas de coge-neración de motores).

Dependiendo del tipo de caldera (convencional conmotor de gas, biogas, gasoil, fuel oil o de cogenera-ción de motores o turbinas) se utilizan:

embargo se pueden diseñar Economizadores es-peciales de acero inoxidable para aprovechartambién el calor de condensación.

• Mantener la temperatura de entrada del agua al e-conomizador por encima de 75 ºC/78 ºC en calde-ras de cogeneración a partir de gases de motores,para evitar la condensación de aceite del motor.

Noviembre 2010 / Información

• Distintas separaciones de aletas: 3mm (8 aletaspor pulgada), 4 mm (6 aletas por pulgada), 5 mm(5 aletas por pulgada), 6 mm (4 aletas por pulga-das), 8 mm (3 aletas por pulgada). Con distintoscoeficientes de transmisión, superficie de trans-misión y facilidad de limpieza.

• Diferentes disposiciones: al tresbolillo (más eficien-te) o paso cuadrado (mayor facilidad de limpieza).

Los Precalentadores Gases/Aire son más caros, pe-ro presentan las siguientes ventajas:

• Permiten aprovechar al máximo el calor de losgases.

• No hay corrosiones en el circuito agua.• Válidos para gases de combustión de fuel oil, en

que se requerirían Economizadores especiales.• Si el retorno de condensados es a alta tempera-

tura, por ejemplo en la industria cervecera, latemperatura de entrada a un Economizador Ga-ses / Agua es muy próxima a la temperatura delvapor y el calor recuperable sería muy poco.

• Se puede utilizar también para calderas de aguasobrecalentada en que la temperatura de retornoes muy similar a la temperatura de la caldera y latemperatura de humos es relativamente baja.

Los Precalentadores Gases / Aire se utilizan en cal-deras industriales conjuntamente con quemado-res para aire caliente.

CALDERAS DE ACEITE TÉRMICO

En calderas de aceite térmico la temperatura delfluido transmisor de calor puede ser bastante alta(hasta 400ºC, dependiendo del tipo de aceite térmi-co) por tanto las temperaturas de humos a la salidade la caldera también acostumbran a ser altas y e-xiste un gran potencial para ahorrar energía, recu-perando calor.

Existen varias opciones de recuperación:

• Precalentar el aceite de retorno a la caldera: In-sertando un Economizador Gases / Aceite, de á-rea extendida, en el circuito de gases de la calde-ra, se puede aumentar el rendimiento. El aceitetérmico circula por el interior de los tubos y co-lectores (circulación forzada) y los gases, en unsolo paso, por el exterior a presión cercana a laatmosférica. Esta solución se puede adoptar sinproblema en calderas existentes, basta aumen-tar la presión de la bomba de recirculación de a-ceite térmico existente para vencer la perdida depresión adicional en el circuito. Como la tempe-ratura del aceite a través del economizador es re-lativamente alta, no se presentan corrosiones ni

condensación ni se alcanza el punto de rocío áci-do (si el combustible es gasoil o fuel oil). El espa-cio requerido para este tipo de Economizador esinferior a un Precalentador Gases / Aire.

• Calentar otro fluido, por ejemplo agua de proce-so: Con un Economizador Gases /Agua. Pero nosiempre existe la necesidad de calentar agua deproceso durante todo el tiempo de funciona-miento de la caldera de aceite térmico. Si la tem-peratura de entrada de agua al economizador esmuy baja y no se toman precauciones adiciona-les, se podría producir condensación o corrosio-nes. Como el coeficiente global de transmisiónde calor al agua es más alto y también el saltotérmico, son equipos relativamente compactos.Estos economizadores pueden ser acuotubulares


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Economizador pirotubular con by-pass.

Economizador acuotubular con rampa de lavado.

Economizador Precalentador Aceite.

precalentando el aire de combustión, deben consi-derarse los siguientes efectos positivos de esta re-cuperación:

1. Aumenta la temperatura de combustión.2. Intensifica la transmisión de calor útil en la cal-

dera de aceite térmico.3. Disminuye las perdidas por combustión incom-

pleta.4. Permite trabajar con niveles más reducidos de

exceso de aire.5. Realmente el ahorro potencial tiene lugar du-

rante todo el tiempo de funcionamiento de lacaldera.

Esto se traduce en un ahorro adicional por mejoradel rendimiento de la caldera.

o pirotubulares y opcionalmente se suministranrampas de lavado, by-pass de gases, etc. Se pue-den instalar sin problema en calderas existentes,basta ajustar la regulación del quemador, debidoa la variación en el tiro de la chimenea.

Precalentar el aire de combustión. Estos Precalen-tadores Gases / Aire son similares a los descritospreviamente para el caso de calderas de vapor o a-gua sobrecalentada. La principal diferencia es queal aumentar la temperatura del aire de combustiónaumenta también la densidad de flujo caloríficopor radiación de la llama. Este efecto puede ser be-neficioso en calderas nuevas y bien dimensiona-das, pero en calderas existentes antiguas o en queno se tuvo en cuenta este aspecto, podría aumen-tar la temperatura de película del aceite térmico enel interior del serpentín de la caldera y causar pro-blemas (sobrecalentamiento del aceite térmico,deterioro prematuro, cavitaciones, daños en la cal-dera, …). Se requieren quemadores especiales paraaire de combustión caliente, por este motivo, encalderas existentes, esta opción puede obligar acambiar el quemador.

Además de la economía de combustible que seconsigue al enfriar la temperatura de los humos,


f factor incremento transmisión por radiación.


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Fórum de ARCASPPoorr JJuuaann MMaarrttíínneezz AArrccaass

En el número anterior decíamos que el tamaño degrano austenítico dependerá entre otros factores,de la temperatura elegida del temple o austeniza-ción.

Las temperaturas de austenización más altas nosaumentarán la resistencia a la “fatiga térmica” yprobablemente ésta sea una consecuencia de unincremento de la cantidad de aleación en la matrizdel acero, al disolverse mayor cantidad de carburos.

Las temperaturas de temple más utilizadas suelenoscilar entre 1.000 y 1.050 ºC para el acero H-13 degrado superior y con durezas de temple entre 52 y56 HRC , así mismo con un tamaño de grano auste-nítico ASTM 10-11 (ver la figura 1).

Como vemos en la figura 1, prácticamente el tama-ño de grano permanece igual hasta los 1.060 ºC(grado 10, o sea fino –muy fino s/. ASTM), lo mismole ocurre a la austerita retenida que se mantendrá

entre el 2-5%. En cambio la dureza de templeobtenida oscilará entre 52 y 56 HRC como yahemos indicado. La temperatura que hemosde elegir y de acuerdo con todo lo indicado os-cilaría entre 1.020 y 1.050 ºC.

En concreto, la ideal sería aquélla que tenien-do en cuenta las deformaciones propias de lamasa, colocación en el horno, tipo de horno,diseño del molde y aleación a inyectar + expe-riencia acumulada… elegiríamos 1.050 ºC. (enla práctica suele utilizarse 1.020 ºC).

El capítulo deformaciones es muy importantea tener en cuenta (piezas en situación estáticadurante todo el proceso de calentar y enfriarcon su correspondiente control y registro detemperatura en la masa del molde).

En cuanto al proceso, me refiero al precalen-tamiento – austenización y enfriamiento has-ta los 80 ºC aproximadamente en toda la ma-sa, nos permitirá elegir la temperaturamáxima de temple (1.050 ºC), con todos losbeneficios que puede aportar a la vida y man-tenimiento del molde en servicio.

Pueden formularnos las preguntas que deseen sobre la problemática de los Tratamientos Térmicos, diri-giéndose a la revista:

Por carta: Goya, 20, 4º - 28001 Madrid - Teléfono: 917 817 776 - Fax: 917 817 126E-mail: [email protected]

Tanto preguntas como respuestas irán publicadas en sucesivos números de la revista por orden de llega-da, gracias a la activa colaboración de D. Juan Martínez Arcas.

Fig. 1. Temperaturas de austenización y su influencia en el tamaño degrano ASTM, dureza HRc y % de austenita retenida.


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La nueva cámara FTI-E 1000 es ideal para a-plicaciones de alta temperatura, ya que tra-baja en una longitud de onda de 1 µm, y

combina la alta resolución de imágenes térmicascon una medida precisa de la temperatura desde600 hasta 3.000 °C,con una gama de 4modelos.

La cámara FTI-E1000 es una solu-ción instantáneapara aplicacionesde alta temperatu-ra donde se efec-túa la medición deobjetivos muy pe-queños o en movi-miento. El detectorde alta resoluciónjunto con una óp-tica de precisión,permite visualizarobjetivos tan pequeños como 0,013 mm cuadra-dos, y con el software de procesamiento de imá-genes LIPS los problemas de alineación, simple-mente desaparecen.

Con una longitud de onda de 1 µm y la compatibili-dad de la cámara FTI-E 1000 con los accesorios demontaje del Sistema 4, LAND ofrece una soluciónde imágenes térmicas para aplicaciones donde tra-dicionalmente se han utilizado pirómetros pun-tuales de longitud de onda corta.

Otras ventajas importantes de la cámara FTI-E1000 son: una alta precisión de medida de tem-peratura para optimizar el control de procesos;instalación simple y de fácil uso, 2 años de ga-rantía y no requiere certificados de exportación,

lo que permite unsuministro rápidoy sin complicacio-nes.

Además dispone delentes de enfoquecorto opcionales pa-ra garantizar que lacámara coincide e-xactamente con suaplicación.

El software LIPSNIR permite cap-turar imágenestérmicas y vídeoen tiempo real, a-

demás de ciertas funciones como: adquisicióntemporizada, gama de medidas de temperatura(puntual, rectángulo, polígono, isoterma, histo-gramas), paletas de colores y funciones de alar-ma.

La nueva FTI-E 1000 está diseñada para aplicacio-nes tales como, Colada Continua, Calderas, Hornosde Cemento, Soldadura de Tubos, Hornos de Vi-drio, Metal Líquido, Procesos de Revestimiento,Trenes de Laminación, etc.

Nueva cámara de termografía fijaFTI-E 1000 de Land Instruments


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La Unidad de Energía de TECNALIA Corpora-ción Tecnológica participa en `ConsoliderRue´, el proyecto de investigación en electró-

nica de potencia más relevante a nivel estatal y cu-ya finalidad última es lograr una utilización másracional de la energía eléctrica en todos los secto-res industriales, haciendo un mayor énfasis en lasenergías renovables, el vehículo eléctrico y las co-municaciones de muy alta frecuencia.

El proyecto “Dispositivos semiconductores de am-plio salto de banda para el uso racional de la ener-gía” forma parte del Programa `Consolider´, que esuna línea estratégica del Gobierno de España quepersigue conseguir la excelencia investigadora, au-mentando la cooperación entre investigadores yformando grandes grupos de investigación”. Esteprograma es de gran prestigio en el ámbito nacio-nal e internacional y el proyecto `Consolider Rue´es el único en el ámbito de la electrónica de poten-cia, tecnología de base para el desarrollo de futuroen energía, transporte y comunicaciones.

TECNALIA tiene un papel decisivo en este proyec-to, dado que es el único centro tecnológico en elconsorcio y puede aportar una visión muy clara delinterés de la empresa privada trabajando en temasde electrónica de potencia. La contribución funda-mental de su Unidad de Energía es en la parte de a-plicación, que responde al gran interés en nuevastopologías de convertidores para evacuación de e-nergía en corriente continua de alta tensión,HVDC, para energía eólica marina.

El presupuesto del proyecto es de 4,56 millones deeuros para los 5 años de duración de la investiga-ción y ha sido financiado por el Ministerio de Cien-

cia e Innovación y por el Consejo Superior de Inves-tigaciones Científicas (CSIC). Dicho proyecto estácoordinado por el CNM y el resto de los participan-tes son los grupos punteros de seis universidadesespañolas (Oviedo, Zaragoza, Politécnica de Madrid,Politécnica de Catalunya y Rovira i Virgili), ademásde la Unidad de Energía de TECNALIA.

El objetivo principal es desarrollar una primera ge-neración industrial de dispositivos semiconducto-res WBG (Wide Band Gap) que permitan tanto im-portantes mejoras en convertidores de potenciaactuales como el desarrollo de nuevas topologíasen base a las tecnologías de carburo de silicio, SiC, yNitruro de Galio, GaN. La finalidad última es una u-tilización más racional de la energía eléctrica en to-dos los sectores industriales, haciendo un mayorénfasis en las energías renovables, el vehículo eléc-trico y las comunicaciones de muy alta frecuencia.

La Unidad de Energía de TECNALIA desarrolla su ac-tividad para las utilities, fabricantes de transporte ydistribución eléctrica, fabricantes y suministradoresde generación centralizada, empresas de energíasrenovables (fundamentalmente eólica y fotovoltai-ca), empresas de combustibles fósiles e hidrógeno y,por último, asociaciones e instituciones relaciona-das con el sector. Está especializada en los equiposelectrónicos de medida, protección y control, así co-mo en los de electrónica de potencia para interco-nexión de la generación distribuida y las renovablesy mejora de la calidad; la conectividad y la teleges-tión; la simulación, gestión y operación de redes y e-quipos; el desarrollo de componentes de pilas decombustible; la generación, distribución y almace-namiento de hidrógeno; y las nuevas formas del ne-gocio asociadas a la liberalización.

TECNALIA participa en el principalproyecto de I+D sobre electrónicade potencia a nivel estatal


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Los socios del Clúster de Aeronáutica y Espa-cio del País Vasco HEGAN continúan refor-zando su posición como proveedores del

A350XWB, el nuevo avión de pasajeros de doblepasillo del fabricante europeo AIRBUS, a través dela adjudicación por parte de la empresa DMP de uncontrato para fabricar sistemas de aterrizaje porvalor de 15 millones de euros.

Las adjudicaciones del avión A350 XWB suponenun motor a largo plazo para el sector aeronáutico yespacial vasco. Conllevarán la generación de 4.000puestos de trabajo, la entrada en nuevos nichostecnológicos y la fabricación a gran escala de com-ponentes aeronáuticos en fibra de carbono.

Tras las áreas de motores y aeroestructuras quehan convertido a ITP, por una parte, y a Aernnova,Alestis y Aciturri, por otra, en proveedores de pri-mer nivel, la compañía guipuzcoana DMP produci-rá el sistema de amortiguación del tren principalde aterrizaje de 475 aviones A350 por importe de 15millones de euros.

Así, la empresa radicada en Mendaro (Guipúzcoa) yperteneciente al Grupo Egile consolida su presen-cia en el mercado aeronáutico internacional conun contrato a largo plazo en el nicho de sistemasde aterrizaje. La operación conlleva el incrementode la diversificación del abanico de tecnologías a-portadas por las empresas integradas en el ClústerHEGAN.

DMP ha firmado el contrato con la compañía fran-cesa Messier Dowty –suministrador directo de Air-

bus y líder mundial en trenes de aterrizaje– paraproducir de manera preferente los sistemas de a-mortiguación de 60 unidades del A350.

Posteriormente tendrá garantizada la producciónsobre al menos el 30% de los aviones que se cons-truyan mensualmente, hasta completar el pedidopara las 475 aeronaves.

Philippe Roulet, director comercial de DMP, señalaque “los sistemas deben ser capaces de soportar300 toneladas, por lo cual tienen requerimientosmuy rigurosos de calidad y seguridad”.

El tren de aterrizaje principal del A350XWB estácompuesto por dos amortiguadores con el fin desoportar este modelo de Airbus, capaz de transpor-tar hasta 350 pasajeros.

En total, DMP producirá 950 sistemas de amorti-guación, compuestos cada uno por un total de 22piezas de alta tecnología.

Se trata de sistemas de amortiguación hidráulicamuy sensibles, proyectados con el cliente, lo queha permitido generar el desarrollo de conocimien-to y de tecnología.

El área de sistemas y equipos es un sector relativa-mente nuevo para los socios del Clúster HEGAN,aunque ha registrado un crecimiento muy elevadoen los últimos años.

Actualmente representa el 6,5% de la facturacióndel sector, situada en el año 2009 en 1.167 millonesde euros.

Los socios de HEGANtoman posiciones en nuevosnichos del A350XWB

carbono durante los próximos 30 años, convirtién-dose en proveedores de primer nivel y socios a ries-go compartido en este modelo, en el que participa-rán con el diseño y fabricación del estabilizadorhorizontal y el elevador, así como la “belly fairing” yel cono de cola o sección 19.1.

Asimismo, Airbus adjudicó al también TIER 1 espa-ñol ACITURRI, especializado en la fabricación de a-eroestructuras en fibra de carbono, el desarrollocompleto del estabilizador vertical de cola (VTP)del A350 XWB. Aciturri, firma integrada en HEGAN,sumó a este proyecto en la primavera de 2009 laadjudicación de la estructura interna de la sección19 (el área donde se unen el fuselaje, con los esta-bilizadores vertical y horizontal).

Ambos paquetes de trabajo podrían alcanzar unvalor de 1.600 millones de euros a lo largo de la vi-da del programa.

Globalmente, estas empresas tienen previsto in-vertir 700 millones de euros en un plazo de cuatroaños, en la fase de ingeniería de desarrollo y en lapuesta en marcha de instalaciones industriales di-rigidas a desarrollar el proyecto, lo que supone du-plicar la inversión en I+D que realiza actualmenteel sector aeronáutico y espacial vasco, con una me-dia en los 10 últimos años situada en torno al 16%de la facturación.

Los socios de HEGAN, el primer clúster de aeronáu-tica y espacio creado en el Estado, se han posicio-nado en nichos de mercado muy especializados,en los que han conseguido el reconocimiento delsector y de los fabricantes por su tecnología y com-petitividad.

Paquetes de contratos para el A350 XWB

En 2009, Industria de Turbo Propulsores, S. A. (ITP), yRolls-Royce Plc, firmaron el contrato por el que laprimera se convirtió en socio suministrador de laTurbina de Baja Presión (TBP) del Trent XWB, quemotorizará este avión, lo que le supondrá una factu-ración de 4.900 millones de euros durante la vida delmotor. La participación en este contrato de RRSP(riesgo-beneficio compartido) supondrá la respon-sabilidad de ITP en el montaje, diseño y fabricaciónde la turbina de baja presión.

El contrato firmado por ITP se suma a los obtenidosanteriormente por otras empresas miembros deHEGAN en el campo de aeroestructuras, tras adju-dicarse grandes paquetes de trabajo del programaA350 XWB por un valor superior a los 5.000 millo-nes de euros.

AERNNOVA y ALESTIS formalizaron macro-contra-tos por un valor global de 4.000 millones de eurospara fabricar componentes y estructuras en fibra de


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ENTESIS Systems ha empezado a colaborar re-cientemente, como complemento a su activi-dad en el mundo de los hornos industriales,

con la compañía inglesa VAS.

VAS, Vacuum and Atmosphere Services Ltd, nacióen el año 2000 en el Reino Unido. Durante esta dé-cada se ha especializado en la reparación, el man-tenimiento y el reconstrucción de hornos de vacíoy de atmósfera, ofreciendo un excelente servicio asus clientes, sea quien sea el fabricante del horno y

cualquiera que sea su sector; aeroespacial, sanita-rio, automóvil, industria pesada, …

VAS dispone de un amplio stock de gran cantidadde piezas para entrega inmediata como: Bombas,chimeneas, muflas, ladrillos, cadenas, cerámicas,ventiladores, tuberías, cestas, parrillas, motores,componentes de grafito, quemadores, compuestosde fibra de carbono, selladores, placas, mantas ypapel de grafito, válvulas, aceites, sopladores ycomponentes, elementos y ganchos de molibdeno.

Reparación, reconstrucción,suministro de accesoriosy recambios para hornos de vacíoy de atmósfera


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La presentación internacional de la tercera e-dición de BcnRail, el Salón de la Industria Fe-rroviaria de Fira de Barcelona, que tuvo lugar

el pasado mes de septiembre en el marco del salónInnotrans de Berlín, contó con una destacada pre-sencia de empresas españolas y extranjeras quemostraron su interés por participar en el certamen,que se celebrará del 18 al 21 de octubre del añopróximo.

Cerca de un centenar de representantes de firmastanto de la industria ferroviaria española como deFrancia, Alemania, Austriao Suiza, entre otros países,asistieron al acto de pre-sentación de BcnRail 2011que se desarrolló en el s-tand de 210 metros cuadra-dos con el que Railgrup,clúster del sector que cola-bora en la organización delsalón, participó en Inno-trans 2010, el mayor acontecimiento ferial secto-rial del mundo.

El director de BcnRail, Xavier Pascual, señaló que lanueva edición del salón se vertebrará sobre tres e-jes temáticos: "Queremos ser la gran plataformacomercial, de relaciones y de transferencia del co-nocimiento de la industria ferroviaria española ydel sur de Europa".

Pascual destacó, también, el potencial de creci-miento que tiene el salón. "BcnRail es el reflejo de

la pujanza del sector ferroviario español, que sebasa en la apuesta que hacen las AdministracionesPúblicas por la expansión de este tipo de infraes-tructuras en España".

Entre las principales novedades que está perfilan-do la organización de BcnRail, su director anuncióque además de la tradicional exposición de mate-rial móvil, el salón organizará "un congreso técnicode ámbito internacional" en el que se presentaránlas últimas innovaciones tecnológicas aplicadas alsector y "potenciará el espacio BcnRail Innova co-

mo punto de encuen-tro entre los proyectosy la empresa".

Por su parte, el presi-dente de Railgrup, Ja-vier Vizcaíno, mani-festó su "satisfacción"por el grado de colabo-ración existente entre

el clúster que él preside y BcnRail. Vizcaíno mostró"la plena disposición" de Railgrup para lograr que"BcnRail 2011 sea un salón más internacional".

Innotrans 2010 logró reunir a más de 2.200 exposi-tores de 45 países y recibió la visita de 106.000 visi-tantes de todo el mundo.

BcnRail 2009 contó con la participación de más 200empresas de 15 países y la presencia de más de8.000 visitantes profesionales que mostraron su e-levada satisfacción con el certamen.

BcnRail despierta el interésde empresas nacionalesy extranjerasPPoorr FFiirraa BBaarrcceelloonnaa


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En los últimos años, se ha venido desarrollan-do una nueva familia de aceros microaleadosdestinados a usarse en productos largos en el

campo de la ingeniería mecánica. Su característicaprincipal es presentar una alta resistencia con unacomposición química simple y en condición debruto de laminación. Esta nueva familia de los ace-ros microaleados se diferencia de la tradicional, enque en este caso el material no se somete a ningúntratamiento térmico posterior, por lo que las carac-terísticas metalúrgicas en la propia barra deben serlas exigidas a la pieza a la que va destinada dichoproducto.

Introducción

Hasta hace muy pocos años, la inmensa mayoría delos trabajos realizados en el campo de los aceros mi-croaleados, se centraban en la aplicación para pro-ductos planos y/o productos que posteriormente i-ban a ser estampados. Aquí trataremos los aspectosrelativos a productos largos que posteriormente nose someten a ningún tratamiento térmico.

Se trata de una composición química simple. Deesta forma, el empleo de elementos como N, V, y Tien cantidades inferiores a 0,1 % (elementos micro-aleantes), utilizados de forma adecuada y combi-nados con el C, permite la modificación de algunosparámetros metalúrgicos, lo cual influye de formaimportante en las características finales del pro-ducto. Como resultado de las propiedades físico-químicas de estos elementos microaleantes y desu afinidad mutua, se produce una reacción entre

ellos permitiendo la precipitación de segundas fa-ses a temperatura relativamente baja.

Los objetivos se consiguen en productos largos, esdecir en barras de 6-7 metros de longitud, de perfilgrueso comprendido entre 100 y 125 mm de diá-metro, con un acero microaleado de composiciónbase correspondiente al 38MnSiVS5.

Finalmente y debido a las aplicaciones concretas alas que va dirigido este producto, las barras en es-tado de suministro deben cumplir las característi-cas metalúrgicas exigidas al componente final fa-bricado. Una aplicación importante en el actualmercado de productos largos de aceros especiales,es la fabricación de émbolos de pistón hidráulico yejes articulados de transmisión, en el que se utili-zan calentamientos localizados y estampación deciertas zonas, mientras que el resto no sufre trans-formación térmica alguna, sino tan solo un meca-nizado final. Una calidad habitual de estas piezassuele ser el 42CrMo4 templado y revenido.

Experimental

En ocasiones, es muy importante conocer las es-tructuras finalmente aparecidas en los distintosprocesos ocurridos durante la fabricación de un a-cero microaleado.

Con este fin, hemos determinado las llamadas cur-vas CCT (Continuous Cooling, Transformation) lascuales relacionan el tiempo y la temperatura re-queridos para una transformación determinada.

Productos largos de perfil gruesoen aceros microaleadosPPoorr EEuuggeenniioo EEcchheevvaarrrriiaa,, PPhh..DD.. -- GGEERRDDAAUU SSIIDDEENNOORR


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Las temperaturas críticas son las siguientes:

Ac3: 810 ºC; Ac1: 740 ºC; Ms: 330 ºC

Considerando el enfriamiento de una barra de 95mm de diámetro se puede asegurar con garantíasuficiente, que en ningún caso se obtendrá esta es-tructura bainítica.

Tras elegir el método de ensayo, hemos procedidoa realizar distintas pruebas con la misma colada ycomenzamos a determinar distintos diagramas deflujo con varias temperaturas y velocidades de de-formación.

Concretamente hemos efectuado 22 diagramas deflujo. Todos los ensayos se han realizado para unnivel de deformación de ε = 1. Hemos elegido estevalor por ser uno intermedio considerando las últi-mas pasadas del blooming y todas las del tren 750.De todas formas, el nivel de deformación no influ-ye demasiado en los parámetros de precipitación(temperatura y tiempo) de los carbonitruros. Loimportante es establecer el punto donde la tensiónverdadera es máxima, al cual corresponde una de-formación denominada de pico. Como velocidadesde deformación hemos escogido un rango variableentre 10-3 y 30 s-1 y como temperaturas de deforma-ción, 900, 950 y 1.050 ºC. La velocidad de deforma-ción se ha mantenido constante en cada ensayo.

En los ensayos de compresión plana, hemos utili-zado los siguientes parámetros:

• Temperatura de austenización: 1.300 ºC.

• Velocidad de calentamiento: 10 ºC/s.

• Mantenimiento: 5 min.

• Velocidad de enfriamiento hasta la temperaturade deformación: 2 ºC/s.

• Velocidad de enfriamiento tras la deformación:100 ºC/min.

Los 22 diagramas indican una recristalización di-námica de la austenita. La tensión de flujo crecerápidamente hasta un valor de pico (αp,εp). Sin te-ner en cuenta los fenómenos de precipitación, ladeformación de pico aumentaría continuamentecon la velocidad de deformación. La precipitación,modifica este comportamiento, por lo que el estu-dio de la evolución de la deformación de pico conla velocidad de deformación, nos indicará el co-mienzo y el final de la precipitación.

Por ejemplo para la temperatura de 900 ºC y veloci-dad de deformación 0,03.

La colada utilizada para la realización de este en-sayo es la misma que después se utilizará para ladeterminación de las curvas PTT (Precipitación,Tiempo, Temperatura). Su composición química esla siguiente:

Las probetas de 2 mm de diámetro para el ensayodilatométrico se han obtenido a una distancia de1/3 R de la superficie. Posteriormente se han calen-tado a 900 ºC manteniéndose durante 2 minutos.Después del enfriamiento, se prepararon las pro-betas para determinar las fracciones de cada mi-croconstituyente mediante microscopía óptica.Además se efectuaron durezas Vickers con cargade 1 Kg.

1. Curva CCT del acero 38MnSiVS5.

Los porcentajes de cada fase microestructural decada una de las muestras enfriadas se pueden veren la tabla siguiente:

Con los datos de la tabla anterior de temperaturas,velocidades de deformación y deformaciones depico, podemos representar, para cada temperaturade deformación, un diagrama de la evolución de ladeformación de pico en función de la velocidad dedeformación.

Representamos con temperaturas de 900, 950 y1.050 ºC respectivamente y por ejemplo a 950 ºC re-sulta:

gar a dicha cima, donde termina la precipitación ycomienza la coalescencia de los mismos.

De esta forma, obtenemos los puntos de comienzoy final de la precipitación y por lo tanto dos puntosde la curva PTT. En la tabla siguiente, pueden versedichos puntos:

2.. Diagrama de flujo.

3. Evolución de la deformación de pico en función de la veloci-dad de deformación para una temperatura de 950 ºC.

En cada figura se aprecia una especie de "joroba"que representa la alteración de la deformación depico producida por la precipitación. La precipita-ción y la coalescencia de los microprecipitados, seproduce en esta zona.

En la parte derecha y a medida que avanza haciasu cima, el número de precipitados crece hasta lle-

4. Curva de precipitación.

Además, las curvas deben ser asintóticas con lastemperaturas de disolución de los carbonitruroscorrespondientes, 1.000 ºC para los carbonitrurosde V y 1.360 ºC para los carbonitruros de Ti.

Con todas estas consideraciones, en la figura si-guiente, puede verse el diagrama PTT resultante.

La primera conclusión que se puede sacar al obser-var esta figura es ver que las curvas se encuentranmuy desplazadas a la izquierda. Esto significa, pa-ra la mayoría de los casos, que el tiempo necesariopara que se inicie la precipitación es del orden deuna décima de segundo y que en unos 10 segun-dos, ésta ha finalizado.

Aunque existen casos extremos, en las proximida-des a las temperaturas de disolución de los carbo-nitruros, es donde estos tiempos son mayores. Estosignifica que en el enfriadero, también se está pro-duciendo precipitación al menos inicialmente, porlo que es muy importante la velocidad de enfria-miento en esta instalación. El hecho de que en 6minutos, la temperatura desciende por debajo de


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Aplicación Industrial

Las instalaciones disponibles son:

• Batería de hornos Pit de 11 celdas de 40 t de ca-pacidad cada una con calentamiento por gas na-tural.

• Tren blooming dúo reversible accionado por dosmotores de corriente continua de 2.000 CV cadauno. Cilindros de 925 mm de diámetro con unatabla de 730 mm de longitud. El cilindro superiores regulable con una carrera máxima de 900 mm.Los cilindros tienen dos escalones de velocidadentre 0 y 200 r.p.m. y entre 200 y 400 r.p.m.

• Cizalla de corte en caliente de 800 t para despun-tes y/o corte de desbastes destinados a perfilespequeños.

• Tránsfer de evacuación de desbastes al tren tríoacabador.

• Tren trío compuesto por tres cajas accionadaspor un motor de corriente alterna de 3.000 CV. Eldiámetro de los cilindros es de 780 mm y las lon-gitudes de las tablas son 2.000 mm en la primeracaja y 2.100 mm en la segunda y tercera. Esta úl-tima puede trabajar como dúo o como trío.

• Sierra de corte en caliente de 1.800 mm, con topede medida de longitud variable donde se cortan losproductos acabados a las longitudes deseadas.

675 ºC, supone la obtención de unos tamaños efi-caces durante todo este proceso, que controlan elcrecimiento de grano austenítico, por lo que final-mente obtenemos un tamaño de grano suficiente-mente fino.

Para completar la curva RPTT necesitamos deter-minar el inicio y final de la recristalización para ca-da temperatura. De esta forma, para cada procesodeterminado, la curva nos indicará los períodos detiempo en los que ocurren la precipitación y/o larecristalización.

Para cada temperatura hemos calculado el mo-mento en el que comienza la recristalización (RS) yen el que termina (RF). Para ello disponemos de losdatos de las curvas de flujo del capítulo anterior,de las que se obtienen las deformaciones corres-pondientes a la tensión de pico (lugar donde co-mienza la recristalización) y al estado estacionario(lugar donde finaliza la recristalización). Dividien-do cada deformación entre la velocidad de defor-mación correspondiente, obtenemos los valores RSy RF.

Con estos datos, hemos realizado un análisis de re-gresión múltiple entre las variables independien-tes (temperatura y velocidad de deformación) y lasvariables dependientes RS y RF. Los resultados hansido los siguientes:

r = 0,9999

SE = 0,085

r = 0,99

SE = 0,33

Donde:

• RS : Comienzo de la recristalización.

• RF : Final de la recristalización.

• T : Temperatura de deformación.

• r : Coeficiente de correlación.

• SE : Error estándar de la estimación.

• ε. : Velocidad de deformación.

5. Valores de comienzo de recristalización (RS en s).

6. Curva RPTT.

• Enfriadero, donde se produce el enfriamiento delas barras.

46 % del total) con objeto de que el grano austeníti-co recristalizado sea más fino.

Así por ejemplo, en el siguiente gráfico vemos ladeformaciones verdaderas en cada pasada y acu-mulada durante el proceso de laminación en elblooming.

Tras varios cambios de composición química y uti-lizando un sistema de laminación consistente endetener la laminación después de un cierto gradode deformación, concretamente antes de la últimapasada, y esperar a que la temperatura descienda aun valor lo más bajo posible pero que permita se-guir laminando, para que a continuación aplicar elresto de la deformación (la última pasada) se llegóa valores de características mecánicas satisfacto-rios.

7. Instalaciones de laminación.

El proceso de laminación inicial consistía en dargrandes reducciones en las primeras pasadas ypequeñas en las últimas, con objeto de garantizaral máximo, las tolerancias dimensionales del pro-ducto. Igualmente la temperatura de fin de lami-nación era la normal para cualquier otro produc-to.

Se modificaron los perfiles térmicos para cada per-fil y las deformaciones utilizadas, para que con es-ta configuración en ninguna pasada individual seproduzca recristalización dinámica, puesto que to-das las deformaciones verdaderas son inferiores alas mínimas deformaciones de pico. Además se vioque las deformaciones de las dos últimas pasadaseran generalmente bastante altas (entre un 26 y un

8. Deformaciones verdaderas en cada pasada y acumulada du-rante el proceso de laminación en el blooming.

Con 83 coladas fabricadas y caracterizando pará-metros de proceso y composición química (CQ) lle-gamos a establecer mediante regresiones múlti-ples:

R = f1 (CQ, ø, T)

DVM = f2 (CQ, ø, T)

Donde ¿¿¿??? es el diámetro de la barra y T la tem-peratura final de laminación.

En estas funciones puede verse que un aumento delos contenidos de carbono, azufre y Manganeso, yuna disminución de titanio, nitrógeno y tempera-tura de fin de laminación, produce un aumento dela resistencia a tracción.

No aparece la influencia del vanadio debido segu-ramente a la reducida variabilidad existente, loque impide discernir su verdadero efecto. No obs-tante, es lógico pensar que la precipitación de loscarbonitruros de vanadio produce un endureci-miento y por tanto un aumento de la resistencia atracción. Esta hipótesis queda reforzada al resultar


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bono, lo cual reducirá la proporción de perlita.Sin embargo este mismo efecto no se observó enla resiliencia a temperatura ambiente.

Conclusiones

Los resultados suponen un avance, a nuestro en-tender significativo, en el conocimiento más pro-fundo de los aceros microaleados.

El principal objetivo, ha sido realizar un nuevo di-seño del producto y del proceso de fabricación pa-ra conseguir unas características determinadas enbarras de 6 a 7 metros de longitud, de perfil gruesocon un acero microaleado. Dichas característicasse consiguen en bruto de laminación, garantizandoque las barras cumplen los requisitos exigidos a laspiezas a las que va destinado dicho producto.

Desde el punto de vista de nuestros clientes, he-mos conseguido sustituir un producto con el quetenían unos costes de fabricación elevados, por o-tro cuyos costes son mucho más reducidos, debidoa la eliminación de operaciones intermedias comotratamiento térmico, enderezado y distensionado.Además, a este ahorro del proceso, hay que sumar-le el ahorro de un menor coste de materia prima,puesto que el acero microaleado les resulta más e-conómico.

Desde el punto de vista del fabricante de acero,también, esta sustitución es ventajosa, debido fun-damentalmente a un mayor margen de beneficio,sin olvidar algo cada vez más importante como esel conseguir la satisfacción de nuestros clientes.

Para llegar a conseguir esta finalidad, hemos pro-fundizado en varias líneas de actuación:

• Dominio del proceso de fabricación, buscando u-na optimización del mismo para adecuarlo a lasnecesidades que fueron surgiendo.

• Conocimiento profundo de las condiciones desolubilización y precipitación de los elementosmicroaleantes durante los distintos procesos, através de una extensa bibliografía consultada.

• Realización de numerosos ensayos de Laborato-rio que han permitido comprobar algunos aspec-tos teóricos del comportamiento metalúrgico.

• Realización de numerosas coladas industriales.

• Formulación de unas ecuaciones sencillas quesirvan tanto al fabricante de barras como al utili-zador final, y que permitan caracterizar el pro-ducto y definir el proceso de fabricación. Sin du-

que el aumento de titanio y nitrógeno reduce la re-sistencia por la formación de nitruros de titanioque dejan menos nitrógeno para formar los carbo-nitruros de vanadio.

También es lógica la influencia del carbono y man-ganeso debido a la formación de mayor contenidode perlita y a un endurecimiento por solución sóli-da respectivamente.

Una disminución de la temperatura de fin de lami-nación origina un aumento de resistencia por lasmismas causas que afina el grano austenítico.

En cuanto a la resiliencia, tanto a temperatura am-biente como a baja temperatura, los efectos de ca-da elemento, dependen del contenido del resto deellos.

En general, se puede decir que en el rango restrin-gido en el que nos vamos a mover, se cumple lo si-guiente:

• Un aumento de los contenidos de titanio y alumi-nio, y una disminución de vanadio y nitrógeno, o-rigina un incremento en la resiliencia a tempera-tura ambiente. El motivo es la formación deprecipitados de bajo efecto endurecedor. La in-fluencia del nitrógeno se debe a que al disminuiréste, la precipitación se produce a menor tempe-ratura por lo que los precipitados son más peque-ños y más eficaces.

• En cuanto al vanadio vemos que interesa bajoscontenidos ya que solo produce un efecto endu-recedor.

• En cuanto a la temperatura de fin de laminación,al disminuirla, lo hace también la resiliencia. Es-to se explica por la influencia que produce latemperatura en la resistencia.

• En cuanto al perfil, al aumentar el mismo, dismi-nuye la resiliencia.

• En cuanto a la resiliencia a baja temperatura, lasinfluencias del titanio, aluminio y nitrógeno noestán tan claras. Para bajos contenidos de titanioy nitrógeno, un aumento de aluminio origina unincremento de resiliencia, mientras que para al-tos niveles de titanio y nitrógeno el efecto escontrario. Esta relación causa-efecto indica lanecesidad de la existencia de algún precipitadono endurecedor.

• Las influencias de la temperatura de fin de lami-nación y del perfil son las mismas que en la resi-liencia a temperatura ambiente.

• También conviene reducir los contenidos de car-

da, se podrían haber encontrado otras relacionesde mayor exactitud, utilizando variables máscomplejas como tamaño, distribución y fracciónde volumen de los precipitados. Sin embargo he-mos considerado más interesante utilizar otrasmás sencillas como composición química, tem-peratura, etc., ya que de esta forma no se requie-ren equipos sofisticados como por ejemplo unmicroscopio electrónico o un analizador de ima-gen que serían imprescindibles de haber elegidoaquéllas. Además está claro que estas variablesmás complejas dependen a su vez de la composi-ción química y del proceso de fabricación.

Finalmente y en base a los resultados de todos es-tos estudios, hemos establecido un proceso de fa-bricación y una composición química ideales paraconseguir los propósitos perseguidos.

Agradecimientos

El autor querría agradecer a todas las personas quede una u otra forma han hecho posible la realiza-ción de este trabajo.

En especial a todos los compañeros de la planta deAcenor-Llodio que siempre ayudaron a lo largo deestos años de trabajo sin cuya colaboración no hu-biese sido posible la realización de este trabajo.

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20. M.J. CROOKS, A.J. GARRATT-RED, J.B. VANDER SAND ETALL: Precipitation and recrystallization in some vana-dium and vanadium-niobium microalloyed steels.

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Tel.: 917 817 776

Fax. 917 817 126

Suscripción anual 20116 números90 euros

Suscripción anual 20116 números90 euros


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Los dos objetivos primordiales del proyectoson la salvación de vidas humanas en casode incendio y ofrecer nuevas oportunidades

de mercado que puedan aportar importantes bene-ficios económicos e incrementar la innovación delas empresas europeas en el campo de la seguri-dad.

Para ello, dentro de las tareas se investigan nuevosmateriales y se desarrollan puertas rápidas corta-fuego que en condiciones de no fuego sean de rápi-da apertura y cierre, y que en condiciones de fuegohagan de compartimentación de sectores. Ade-más, cabe destacar que el presente proyecto llenael vacío existente en el mercado europeo acercadel desarrollo de puertas de rápida apertura y cie-

rre, resistentes al fuego, así como sus componen-tes a un precio asequible.

La reunión del proyecto “NoFire”, incluido en elSéptimo Programa Marco, ha tenido lugar en lasinstalaciones de Tecnalia en Azpeitia.

Entre las actividades de la reunión hay que desta-car la muestra del estado actual del prototipo a lossocios, lo que permitió valorar las posibilidadesque ofrecen estos nuevos sistemas.

Los nuevos sistemas que se investigan en este pro-yecto aumentan la seguridad, reducen los costesde mantenimiento, mejoran el rendimiento térmi-co y acústico, y desarrollan productos de mercadomás competitivos que cumplan con los requisitosmás estrictos de seguridad y prevención de acuer-do a la normativa.

El desarrollo de este tipo de puertas y sus compo-nentes barreras de luz y bandas de contacto es in-novador y contribuye a la creación de nuevas opor-tunidades de negocio en el ámbito de la seguridad,reduciendo el riesgo de accidentes en caso de in-cendio.

Entre las entidades participantes en el proyectoestán cuatro empresas relacionadas con la segu-ridad y la construcción de puertas rápidas corta-fuego, y dos centros tecnológicos de dos paíseseuropeos: Istituto Giordano (Italia), Portes BisbalS.A. (España), Complex (Polonia), Cedes GMBH(Suiza), Fegemu Automatismo (España) y Tecna-lia (España).

Tecnalia participa en un proyectopara lograr mayor seguridaden puertas rápidas cortafuego


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RESUMEN

El austempering es un tratamiento térmico quepropicia alta resistencia junto a buenas condicio-nes de ductilidad, gracias a la estructura de bainitainferior que se obtiene. El balance entre resistenciay tenacidad dependerá de la relación de fases pre-sentes en el acero tratado térmicamente. En estetrabajo se analiza la influencia de los parámetrosde austempering en la microestructura y comoconsecuencia en las propiedades. A partir de dosfamilias de polvos prealeados al Cr-Mo (AstaloyCrL, Höganäs AB) y al Mo (Astaloy Mo, HöganäsAB), se obtienen probetas en verde de densidad 7,3g/cm3 que se sinterizan a 1.120 ºC y 1.250 ºC. El aus-tempering se realiza desde 860 ºC (2h) y temple endistintos medios a 290 ºC. El tratamiento de aus-tempering no es habitual en aceros sinterizados, acausa de la porosidad superficial. La posibilidad deobtener materiales en verde que permitan porosi-dades abiertas finales bajas, dan la oportunidad aeste tratamiento que permite en un solo paso obte-ner una microestructura de bainita inferior.

1. Introducción

Actualmente, la elección del tratamiento térmicomás adecuado está siendo decisiva en la búsquedade aleaciones férreas sinterizadas con adecuadasprestaciones y costes. Con el fin de alcanzar unacero cuya resistencia y tenacidad se encuentren

equilibradas, el temple bainítico (austempering) esmuy prometedor al asegurar la formación de unamicroestructura 100% bainítica. Este tratamientoreemplaza en ocasiones al temple y revenido, alconseguir ventajas en cuando a tenacidad, ductili-dad manteniendo valores de dureza, pero minimi-zando al mismo tiempo la distorsión dimensional,tensiones residuales y el riesgo de agrietamientotípico del temple y revenido [1].

El proceso consiste en la austenización de lamuestra para permitir la disolución completa delos carburos (normalmente entre 790 - 925 ºC) conenfriamiento posterior, donde el acero es enfriadorápidamente en un baño de sales, cuya tempera-tura se fija por encima de MS del acero que se estátratando, impidiendo la transformación de la aus-terita en ferrita proeutectoide o perlita durante laetapa isoterma. El acero se mantiene a esa tempe-ratura el suficiente tiempo como para garantizaruna transformación completa de la austenita enbainita. El enfriamiento hasta temperatura am-biente se realiza lentamente, con o sin gases deprotección. En aleaciones férreas de colada, estetratamiento se aplica típicamente a fundiciones yaceros TRIP con alto contenido de carbono y man-ganeso [2, 3, 4, 5].

En el caso de los aceros sinterizados, la presenciade porosidad abierta ha limitado el empleo de estetratamiento, si como baño isotérmico se utilizansales fundidas capaces de producir corrosión, no

Efecto de las condiciones de templebainítico (austempering)en las propiedades mecánicasy microestructura de aceros sinterizadosPPoorr MM.. CCaammppooss((11)),, JJ.. SSiiccrree--AArrttaalleejjoo((11)),, JJ..JJ.. MMuuññoozz((11)),, JJ..MM.. TToorrrraallbbaa((11)),,JJ..MM.. SSáánncchheezz--VViilllláá((22)),, LL.. CCaarrrreerraass((22))

((11)) DDeeppaarrttaammeennttoo ddee CCiieenncciiaa ee IInnggeenniieerrííaa ddee MMaatteerriiaalleess..UUnniivveerrssiiddaadd CCaarrllooss IIIIII ddee MMaaddrriidd..

((22)) TTrraattaammiieennttooss TTéérrmmiiccooss CCaarrrreerraass ((BBaarrcceelloonnaa))


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El lecho fluidizado utiliza una suspensión de partí-culas cerámicas en un flujo de gas, de tal maneraque las partículas se comportan como un fluido. Elgas se puede elegir en función del metal a tratar, yde las condiciones de flujo que se necesitan esta-blecer para conseguir las propiedades superficialessobre la muestra. El lecho fluidizado se calienta in-directamente por el gas o por electricidad. Entre lasventajas de este sistema se incluyen la eliminaciónde los costes asociados a las sales, la reducción delconsumo de energía, y la eliminación de los riesgosde manipulación y medio ambientales. La mayordesventaja la puede constituir la menor severidaddel temple, lo que requiere una mayor templabili-dad del material a ser tratado [11, 12].

2. Desarrollo experimental

La Tabla 1 muestra la nomenclatura y composiciónquímica de los aceros sinterizados utilizados eneste trabajo. Se han prensado probetas de tracciónmediante compactación de polvos precalentadoscon densidades nominales en verde de 7.3 g/cm3, ysinterizado a 1.120 ºC-30 min y 1.250 ºC-60 min enatmósfera de N2-10H2. Las velocidades de enfria-miento en la sinterización se han regulado a aprox.0.5-0.8ºC/min.

Las probetas fueron austenizadas en horno con at-mósfera controlada a 870 ºC durante 20 min, para e-vitar un excesivo crecimiento de grano austenítico(Tabla 2). De acuerdo con investigaciones previas

sólo en la superficie del acero, sino en la red de po-ros. Actualmente, gracias a métodos de compacta-ción uniaxial, que permiten conseguir altas densi-dades en verde, se pueden obtener piezas con unnivel de densidad cercano a ~ 93% [6, 7, 8, 9]. Estosniveles de densidad conducen a una porosidad su-perficial prácticamente cerrada, tal y como ya hasido demostrado [10]. Es en estos casos, cuando eltemple bainítico resulta especialmente apropiadoy atractivo.

Este trabajo se ha planteado para entender la in-fluencia del austempering en la naturaleza de lasmicroestructuras desarrolladas y sus consecuenciasen las propiedades a tracción en aceros de baja ale-ación sinterizados. Para conseguir este propósito, sehan seleccionado sistemas de aleación capaces dealcanzar microestructuras bainíticas con una ade-cuada velocidad de enfriamiento, pero con el objeti-vo de producir bainitas inferiores con el austempe-ring. En este caso, se han utilizado dos medios detemple diferentes: sales y lecho fluidizado.

El medio de temple más comúnmente utilizado enel austempering son las sales fundidas, capaces detransferir el calor con gran rapidez, manteniendosu viscosidad uniforme con la temperatura. Per-manecen por tanto estables durante el tratamientoy son solubles en agua, lo que facilita las subsi-guientes operaciones de limpieza. Sin embargo,tienen asociados ciertos problemas de manipula-ción y medio ambientales.

Tabla 1. Familia de materiales utilizados. L: sinterizados a 1.120 ºC-30 min, H: sinterizados a 1.250 ºC-60 min.

Tabla 2. Materiales y condiciones del temple bainítico.

[13, 14], la cinética de la transformación bainítica esindependiente de la temperatura de austenización ydel tamaño de grano austenítico; el crecimiento dela bainita no es sensible al área de borde de granoaustenítico, sino que está controlado por la repeti-ción de la nucleación de las subunidades bainíticas.Tras la austenización, los distintos aceros fuerontemplado a MS+50 º durante 1 hora.

Para el austempering en baño de sales, las mues-tras fueron austenizadas a 870 ºC durante 2 horas,seguido de un enfriamiento en las sales a Ms+50ºC, durante 1 hora. En el caso del temple en bañode sales, se ha evaluado además la influencia deun tratamiento de desgasificación previo, dondelas probetas fueron calentadas a 600 ºC durante 2horas en vacío, para mejorar su limpieza superfi-cial. En el caso del lecho fluidizado, la austeniza-ción se realizó a 860 ºC. La temperatura Ms ha sidoseleccionada según [15] y verificada tal y cómopropone Andrews en [16]. Finalmente, en amboscasos, las probetas fueron enfriadas en aire hastatemperatura ambiente.

Una vez que las probetas han sido sinterizadas ytempladas, se ha evaluado su densidad mediante elmétodo de Arquímedes. Las propiedades mecáni-cas se han determinado a través de ensayos detracción (con velocidad de desplazamiento de 1mm/min). Estos resultados se han correlacionadocon el examen metalográfico realizado con micros-copía óptica (MO) y con la caracterización de las su-perficies de fractura mediante microscopía electró-nica de barrido (MEB). La microdureza de los acerossinterizados y tratados térmicamente se ha medidocon un equipo Zwick/Roell 2.5 mediante HV0.2.

3. Resultados y discusión

En este trabajo, es decisivo conocer y precisar si losmateriales han alcanzado un nivel suficiente dedensidad que permita un comportamiento correc-to durante el temple bainítico en medios conven-cionales. Como se recoge en la Tabla 3, para todaslas familias de aceros, la densidad supera los 7.3g/cm3, y los valores son lo suficientemente simila-

Tabla 3. Características de los materialessinterizados.

Fig. 1. Microestructuras de losaceros sinterizados tras eltemple bainítico.


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en sales, y aunque la severidad del baño de sales esen principio superior, para los aceros al Cr.Mo, el le-cho fluidizado ha producido una mayor dureza. Elcontenido en cromo de esta familia de aceros leshace más sensibles a fenómenos de corrosión y o-xidación con la temperatura, por ello los resultadosno han resultado superiores eliminando los facto-res que favorecieran estos procesos.

Analizando los parámetros obtenidos del ensayode tracción (Fig. 3), el aumento en dureza está a-compañado de un aumento importante en la resis-tencia a tracción, si bien el módulo de Young tienemenores variaciones. En aleaciones metálicas, elmódulo de Young experimenta variaciones del 1 al10% con el trabajo en frío o con los tratamientostérmicos [18, 19, 20]. Mott en [21], postula que elmódulo de Young varía con la presencia de dislo-caciones según:

(1)

Donde ρ es la densidad de dislocaciones, es lalongitud de las dislocaciones o de los segmentos dedislocación entre dos puntos y α un parámetro re-lacionado directamente con la longitud.

Las modificaciones en el valor del módulo en losmateriales estudiados, dependen de dos factoresque operan de forma contraria: la disminución dela densidad de dislocaciones con el tratamientotérmico y, la creación (o disminución) de puntos deanclaje dónde las dislocaciones pudieran arquear-se, disminuyendo y aumentando el módulo deYoung del material (según Granato y Lücke en[22]). Microestructuras bainíticas con una fina dis-persión de carburos (bainitas inferiores) suponenmayor número de puntos de anclaje, disminuyen-do la longitud de los segmentos de dislocación an-clados. Si el temple bainítico ha favorecido la apa-

res como para no modificar sustancialmente laconductividad térmica de los distintos aceros; estoasegura una respuesta equivalente durante el tra-tamiento isotermo. El nivel de carbono combinado,siempre superior al 0.5% en peso, acompañado deun bajo contenido en oxígeno, indican una ruta decompactación y sinterización correcta. Por todo e-llo, es de esperar un buen comportamiento duran-te el tratamiento térmico.

La Fig. 1 muestra las microestructuras de los ace-ros tras el temple bainítico en sales fundidas, condesgasificación previa y en lecho fluidizado. Comopodría esperarse, la microestructura final resultauna mezcla de bainitas superiores e inferiores, yen algunos casos, con martensita. En el caso delsistema de aleación Fe.Cr.Mo, se ha conseguido u-na mayor cantidad de martensita, dada su mayortemplabilidad (p.e. CrL-AF).

Si se considera simultáneamente la metalografíade las muestras con los valores de microdurezas(Fig. 2, izquierda), se pueden interpretar mejor lasdiferencias entre las distintas condiciones de lostratamientos. Las diferencias en la microestructu-ra del acero CrL-L AF y AstMo-L AF (bainita inferiory martensita en un caso, y fundamentalmente bai-nítica en el otro) se reflejan en los valores de mi-crodureza. No se ha constatado una mejora con elempleo de la desgasificación previa de las mues-tras, en el caso de los temples en sales, la microdu-reza y las microestructuras alcanzadas resultanmuy similares.

Considerando el comportamiento de los aceros sin-terizados como referencia, los temples bainíticosmejoran los valores de dureza manteniéndose enlos límites propios de las estructuras bainíticas enaceros sinterizados, entre 250 - 400 HV, (según [17])como muestra la Fig. 2, derecha. Los aceros al mo-libdeno muestran mejor respuesta al austempering

Fig. 2. Izquierda: Micro-dureza de los aceros.Derecha: Dureza apa-rente de las muestras.

rición de martensita, puede llevar asociado unamayor densidad de dislocaciones, sin embargo au-mentan los puntos de anclaje consecuencia de lasobresaturación en carbono de la red. Dependien-do del factor dominante, el módulo de Young enestos aceros será mayor o menor en relación con elacero sinterizado. Por ejemplo, la aparición demartensita en los aceros CrL-L en cualquiera desus tratamientos ha favorecido la disminución delmódulo.

La máxima resistencia se alcanza con el austempe-ring en baño de sales. Las propiedades mecánicasobtenidas son mejores que las que se consiguensometiendo a los mismos aceros a temple y reveni-do, o incluso sinterhardening, con valores simila-res de alargamiento según se constata en [15].

Como se puede ver en la Fig. 3, el acero CrL-H trastemple bainítico sin desgasificación previa, alcan-za el nivel máximo de resistencia (1.350 MPa). Estevalor está intrínsecamente relacionado con la mi-croestructura de este acero, fundamentalmentebainítica, lo cual determina el valor tan bajo en el

alargamiento. Por otra parte, el mismo acero trata-do en lecho fluidizado, tiene una microestructuramezcla de martensita y bainita, lo que supone unaresistencia cercana a 1.000 MPa con un alarga-miento menor 1%.

Dependiendo de la fracción en volumen de bainitassuperiores/inferiores, la ductilidad se modifica (con-sidérese la Fig. 4). Tal y como sería esperable, cual-quier aumento en la cantidad de bainita inferior dis-minuye la ductilidad. Para el caso de los aceros alMo, la caída en el alargamiento es moderada si se u-tiliza el lecho fluidizado, resultado que está de a-cuerdo con las microestructuras y con los valores dedureza (Fig. 4, derecha), puesto que ésta tiene unatendencia inversa a la ductilidad. Una mejora en es-ta propiedad, sólo se puede conseguir a expensas dela resistencia, diseñando un recocido sub-crítico pa-ra producir algo de ferrita proeutectoide antes delaustempering, como se recoge en [23].

La forma de los poros contribuye a determinar tan-to la resistencia a tracción como el alargamiento.La sinterización a alta temperatura (1.250 ºC) pro-

Fig. 3. Izquierda:Propiedades atracción depen-diendo del estadofinal. Derecha:Comparación dela dureza y resis-tencia a tracción.

Fig. 4. Ductili-dad, en funcióndel estado final.


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alta temperatura) permiten obtener densidades, su-ficientemente elevadas como para poder procedercon tratamientos de temple bainítico en instalacio-nes a gran escala. Para proceder con este tipo de tra-tamiento térmico en aceros sinterizados, es obliga-torio asegurar densidades en verde elevadas ycondiciones de sinterización fiables.

Los dos medios utilizados en los temples bainíti-cos, han conseguido microestructuras mixtas fun-damentalmente de bainitas superiores e inferiores,con algo de martensita en el caso de los aceros alCr.Mo. austemperados en lecho fluido. En compa-ración con el estado sinterizado, estas microes-tructuras ofrecen mayor valor en dureza, resisten-cia mecánica, límite elástico, con el detrimento dela ductilidad de éstos.

La evaluación de las propiedades a tracción, mues-tran al Astaloy Mo, templado en lecho fluidizado,como el que consigue la mejor combinación depropiedades a tracción, esto es, una resistencia de1.000 MPa y un alargamiento > 2%.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer la participación dela empresa Höganäs AB por su estrecha colabora-ción durante el desarrollo del trabajo de investiga-

porciona poros más redondos y contribuye a elimi-nar los más pequeños generados a más baja tem-peratura y localizados a lo largo de los bordes degrano [24, 25, 26]. En este caso, la mejor combina-ción de resistencia-ductilidad la ofrece el AstaloyMo templado en lecho fluidizado.

Las superficies de fractura de los aceros estudia-dos, observadas mediante MEB, presentan aspec-tos similares tras el austempering (Fig. 5). Aun-que, si se considera el estado sinterizado, estetratamiento térmico disminuye la capacidad dedeformación y la ductilidad de todos los acerosestudiados, en todas las superficies se observansignos de micro mecanismos de fractura dúctil, ysólo esporádicamente, áreas de clivaje. Gracias alos niveles elevados de densidad y a la correctasinterización de las muestras, no se detectan sig-nos de oxidación o corrosión en las superficies delos poros. En las fracturas de los aceros templa-dos, la porosidad está libre de cualquier residuode los baños empleados, o de cualquier productode corrosión que se hubiera podido generar du-rante el tratamiento.

4. Conclusiones

Las condiciones de procesado de las probetas (com-pactación de polvos precalentados y sinterización a

Fig. 5. Fractografía de lasprobetas traccionadas.

ción. Este trabajo ha sido realizado bajo la acciónde un proyecto PETRI, PTR1995-0936-OP.

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1. Introducción

La gran familia de aceros inoxidables incluye un e-levado número de aceros de muy diferentes va-riantes de aleación. Tienen todos ellos un conteni-do en cromo mínimo de 12 por 100 (Cr 12%),como característica principal y común. El cromo(Cr) garantiza que, bajo condiciones oxidantes, seforme en la superficie del acero una capa de óxidode cromo muy estable, extremadamente fina, im-permeable y transparente: capa pasiva. De estemodo el acero se transforma de un estado ¨activo¨soluble a un estado ¨pasivo¨ insoluble; en estadopasivo el acero posee una elevada resistencia a lacorrosión en medios oxidantes. No obstante, pue-de ocurrir que en ambientes químicamente reduc-tores el acero que era pasivo vuelva a transformar-se en activo y, por lo tanto, corrosible.

Recordamos pues, que los aceros inoxidables son ale-aciones de hierro (Fe), cromo (Cr) y carbono (C) –concontenidos mínimos del 12 por 100 de cromo (Cr 12%) en su composición– pueden contener otros ele-mentos entre los cuales se encuentra, típicamente, elníquel (Ni) y algunas veces el molibdeno (Mo).

Los aceros inoxidables austeníticos son los másuniversalmente utilizados en cualquier sector in-dustrial, en comparación con el resto de aceros ino-xidables. Se pueden distinguir dos grandes gruposprincipales: (1) grupo de los aceros al cromo-níquel(Cr-Ni), siendo el más popular y clásico el acero ¨18-8¨ –18% de cromo y 8% de níquel–; (2) el grupo de losaceros cromo-níquel-molibdeno (Cr-Ni-Mo), queson aceros tipo ¨18-8¨ a los que se les ha añadido un

contenido de molibdeno comprendido entre 2 y 4por 100 [Mo = (2 ÷ 4%)]; acero tipo ¨18-8-2¨ que pre-senta, entre otras características, una mayor resis-tencia a la corrosión.

La gran utilización de los aceros inoxidables con 18por 100 de cromo (Cr = 18%) y 8 por 100 de níquel(Ni = 8%) –aceros [¨18-8¨]– se puede explicar me-diante el diagrama de la figura 1, que expresa la re-

Algunas consideracionessobre el tratamiento térmicoy soldadura de los acerosinoxidables austeníticosPPoorr MMaannuueell AAnnttoonniioo MMaarrttíínneezz BBaaeennaa yy JJoosséé MMªª PPaallaacciiooss RReeppaarraazz ((=))

Figura 1. Diagrama característico que indica la relación entrelos contenidos de cromo (Cr) y de níquel (Ni); y; la composiciónNi-Cr capaz de alcanzar una estructura austenítica normal-mente estable con un máximo de 0,10 por 100 de carbono (C 0,10%).

relativamente bajos valores del límite elástico. Suestructura austenítica se debe casi exclusivamenteal componente níquel (Ni).

La resistencia a la corrosión, entre los límites debuena a excelente, depende de su composición. Unincremento en el contenido de cromo superior al18 por 100 (Cr > 18%) aumenta sustancialmente laresistencia en la mayoría de las formas de corro-sión. El conjunto de todas estas propiedades per-mite la aplicación más universal de este grupo deaceros inoxidables.

La resistencia a la corrosión intergranular de los a-ceros inoxidables austeníticos, se consigue estabi-lizándolos con niobio (Nb), o bien con titanio (Ti).Son los denominados aceros inoxidables austeníti-cos de grado estabilizado, o simplemente llamadosaceros estabilizados.

El titanio (Ti) y el niobio (Nb) tienen mayor afinidadpor el carbono (C) que el propio cromo (Cr), por loque tienden a formar con aquél carburos de titanio,o de niobio. La fijación del carbono (C) en forma decarburos de titanio (TiC), o de carburos de niobio(NbC), dificulta la precipitación de los carburos decromo e impide, ocasionalmente, la aparición de zo-nas empobrecidas de cromo (Cr) en el acero.

Los carburos de titanio (TiC) y/o de niobio (NbC),tienden a formarse en el intervalo de temperaturascomprendido entre 870 y 1250 ºC, dejando un míni-ma cantidad de carbono libre en solución sólidaaustenítica; motivo por el cual no queda suficientecarbono que pueda combinarse con el cromo y for-mar los clásicos carburos de cromo (Cr6C). Con ellose evita, en gran medida, que haya precipitaciónde carburos de cromo en la masa matricial; fenó-meno éste que va asociado a los dos fundamenta-les procesos donde interviene de un modo muysignificativo la temperatura: tratamientos térmi-cos y soldadura.

Otra fórmula de aumentar la resistencia a la corro-sión intergranular, consiste en utilizar aceros inoxi-

lación entre los contenidos de cromo (Cr) y níquel(Ni). El resultado es la presencia de una masa ma-tricial austenítica estable, en un acero con conteni-do máximo de carbono de 0,10 por 100 (C 0,10%).En el diagrama se puede observar la curva de com-posición mínima, –[18 por 100 de componente Cr; 8por 100 de componente Ni]– que proporciona unaestructura de austenita normalmente estable.

En la tabla I se dan los análisis indicativos de ungrupo de los principales aceros inoxidables auste-níticos: normas UNE-EN –designación simbólica– yequivalencias con AISI.

En la tabla II figuran los límites de composiciónquímica, –elementos principales– propiedades me-cánicas aproximadas en estado de hipertempladoy ejemplos de aplicación práctica.

Los aceros inoxidables austeníticos se caracterizanpor unas muy buenas y aceptables propiedades re-sistencia mecánica y de resiliencia, junto con unos

Tabla I. Composición me-dia del grupo de aceros ino-xidables austeníticos másrepresentativos.

Aplicaciones. Industria textil, industria papelera y de celulosa,industria agroalimentaria, artículos de lujo, productos lácteos,zumos y bebidas, industria química, urea y ácido nítrico, indus-tria naval y plantas desalinizadoras, construcción de máqui-nas, ingeniería de instrumentación y construcción de vehículos,arquitectura, instrumentación médica y quirúrgica, etc.

Tabla II.


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dables austeníticos con muy bajo contenido en car-bono (C 0,03%). En este caso todo el carbono delacero queda en forma de solución sólida en la aus-tenita y por consiguiente no hay sensibilización,–figura 2– ya que no hay carbono suficiente paraque se combine con el cromo y con ello formar car-buros de cromo que precipiten en los límites degrano del material; de esta manera se evita el riesgode corrosión.

cos en estado blando y endurecerse notablementecuado son trabajados y deformados en frío, per-diendo entonces parte de su amagnetismo....Cuan-do son trabajados mediante deformación plásticaen frío se endurecen por acritud*; circunstancia porla cual adquieren un cierto grado de magnetismoremanente, al mismo tiempo que ocasionalmente,aparece en su estructura una muy débil y apenasperceptible martensita, originada por la propia de-formación sufrida.

A los aceros inoxidables austeníticos se les puederealizar un hipertemple –tratamiento térmico desolubilización a temperatura relativamente alta [Tª= (1.050 ÷ 1.100 ºC)] con enfriamiento enérgico nor-malmente en agua– para asegurar una buena diso-lución de los carburos y con ello incrementar su re-sistencia a la corrosión, al mismo tiempo que serestauran las características mecánicas de empleo.

El hipertemple elimina la acritud producida en eltrabajo de deformación en frío del acero en cues-tión, a la vez que desaparece el eventual magnetis-mo remanente y se elimina también, la débil mar-tensita originada al transformarse la austenitametaestable durante el trabajo de deformaciónplástica. Con el hipertemple se elimina igualmentela martensita formada por los enfriamientos delmaterial a muy baja temperatura (–0 ºC). Resu-miendo: el hipertemple hace al material homogé-neamente austenítico, aumentando al mismotiempo su estabilidad estructural.

Mediante el tratamiento térmico de hipertemple,como antes ya se ha indicado, se disuelven los car-buros que tanto afectan a la corrosión intergranular.Y para evitar en lo posible tal forma de corrosión seemplean temperaturas de hipertemple netamentesuperiores [Tª = (1.050 ÷ 1.100 ºC)], comparándolascon los niveles de temperatura [Tª = (450 ÷ 900 ºC)] alos que, normalmente, precipitan los carburos decromo. Circunstancias por las que es aconsejable e-vitar en lo posible, este último y peligroso rango detemperaturas; figura 3.


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* Con el término acritud se identifica un fenómeno que en lapráctica, es común a todos los materiales metálicos cuandoéstos sufren deformación plástica a temperatura ambiente oun poco superior a ella –inferior, no obstante, a la temperatu-ra de recristalización–. Sin entrar en los detalles y virtudesdel fenómeno, bastante complejo y explicable con la teoríade las dislocaciones; sólo indicaremos que la acritud produceelevación de la dureza, aumento del límite elástico y de lacarga unitaria de rotura; pero por el contrario, hay una reduc-ción de la tenacidad, del alargamiento de rotura y de la es-tricción.

Figura 2. Diagrama que caracteriza el efecto del contenido decarbono (C) en la sensibilización de los aceros inoxidables aus-teníticos. Curvas de sensibilización tiempo-temperatura.

El molibdeno (Mo) mejora la resistencia a la corro-sión por picaduras y también, la resistencia a lacorrosión cavernosa o intersticial. En ácido nítricoy en ambientes de gases nitrosos, la adición de es-te elemento (Mo) es más bien desfavorable: no estan beneficiosa. Aumentando el contenido del ní-quel (Ni) en el acero, se aumenta al mismo tiempola resistencia a la corrosión bajo tensión; particu-larmente, en medios que contienen ácido clorhí-drico. En este ambiente se obtienen muy altos va-lores de resistencia a la corrosión con aleacionesbase níquel (Ni 40%).

2. Tratamientos térmicos de los acerosinoxidables austeníticos

Los aceros inoxidables austeníticos no pueden serendurecidos por tratamiento térmico. Al igual queocurre en los aceros inoxidables ferríticos, los aus-teníticos no tienen puntos críticos de transforma-ción y por tanto, conservan su estructura originalaustenítica netamente estable a cualquier tempera-tura. Una de las características comunes de los ace-ros inoxidables austeníticos es la de ser amagnéti-

ción –que se origina normalmente en los límites degrano– en el nivel de temperaturas críticas que, co-mo es sabido, está entre 450 y 900 ºC. Un enfria-miento enérgico del material en agua, evita pues elriesgo de corrosión intergranular.

El tamaño de grano, reiteramos, crece con las al-tas temperaturas y largos tiempos de tratamiento.Es por ello aconsejable tiempos y temperaturasmoderados, dentro de ese dominio de temperatu-ras, pero que sean suficientes para que se lleve acabo, durante el hipertemple, una buena disolu-ción de los carburos de cromo y no se provoqueun tamaño de grano excesivo. A temperaturas e-levadas, los aceros inoxidables austeníticos tien-den a formar, a veces, pequeñas cantidades de fe-rrita delta (Fe δ).

Los aceros inoxidables austeníticos que han sufri-do deformación plástica en frío, vuelven a su ta-maño de grano primitivo mediante un recocido derecristalización. La temperatura de recocido varia-rá en función del grado de acritud habida durantesu trabajo de transformación y hechurado en frío.Como regla general se puede decir: (1) que a menordeformación mayor temperatura de recristaliza-ción; y (2) a mayor deformación menor temperatu-ra de recristalización; p.ej.: un grado de deforma-ción en frío de 80 por 100 (80%) necesita unatemperatura de 790 ºC; y, un grado de deformaciónsólo de 5 por 100 (5%) necesita una temperatura de1.050 ºC.

3. Soldadura de los aceros inoxidablesausteníticos

Los aceros inoxidables en general se pueden soldaren la práctica, con los mismos métodos que se em-plean para los aceros ordinarios de construcciónmecánica. Los procedimientos más comúnmenteempleados son la soldadura al arco: TIG y MIG –fi-guras 4 y 5–; en otros casos se utilizan otras dife-rentes técnicas como son: plasma, arco sumergido,por resistencias, etc.; tabla IV.

Las temperaturas de hipertemple están compren-didas entre los 1.000 y 1.100 ºC; tabla III. Se ha deseleccionar muy bien la temperatura de solubiliza-ción –temperatura de hipertemple–, ya que los car-buros de cromo se disuelven muy lentamente, porlo que han de permanecer un cierto tiempo a tanalta temperatura para su total disolución. Hay quetener mucho cuidado con el tiempo de manteni-miento y la temperatura, ya que un mantenimien-to prolongado y, al mismo tiempo, una temperatu-ra excesivamente alta aumenta el tamaño degrano. El engrosamiento del tamaño de grano delos aceros inoxidables austeníticos merma las ca-racterísticas mecánicas; pero no fragiliza el mate-rial hipertemplado, como ocurre en el caso de losaceros inoxidables ferríticos.

En el hipertemple de los aceros inoxidables auste-níticos se realiza un enfriamiento enérgico, nor-malmente en agua, para mantener en solución loscarburos de cromo, en el seno de la masa matricialausteníca y al mismo tiempo impedir su precipita-


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Figura 3. Zona del dominio de la austenita en el diagrama de fa-ses Fe-Ni-Cr de un acero inoxidable austenítico –18 %Cr y 8 %Ni–.Temperatura de temple según el contenido de carbono (C).

Tabla III. Temperaturasnormales de hipertemple delgrupo de aceros inoxidablesausteníticos más represen-tativos.

No obstante, debido a las diferencias metalúrgicasy físicas que existen entre las aleaciones inoxida-bles y los aceros ordinarios de construcción mecá-nica, –aceros de construcción aleados y al carbo-no– hay que hacer algunas observaciones sobre lasoldadura de los aceros inoxidables:

• Es esencial que se sigan ciertas pautas para pre-venir la corrosión en la soldadura y áreas adya-centes. Inevitables zonas afectadas térmicamen-te (ZAT)*.

• Es deseable mantener unas propiedades mecáni-cas óptimas en la unión soldada.

• Hay que aplicar procedimientos de soldeo enca-minados a disminuir al máximo los problemasde las deformaciones por concentración de calor.

Una diferencia muy importante entre los acerosinoxidables y los aceros finos de construcción me-cánica, –de media y baja aleación y aceros al carbo-no– es la conductibilidad térmica. En los aceros ino-xidables la conductibilidad térmica es, en algunoscasos, aproximadamente la mitad que la de los ace-ros finos de construcción mecánica; tabla V.

Esto ocasiona, como consecuencia principal, que elcalor generado en la zona ZAT de soldadura no sedisipe tan rápidamente. Para paliar en lo posible


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* ZAT = zona afectada térmicamente. Zona correspondienteal metal base, que ha permanecido durante cierto tiempo enuna franja de temperaturas en la que se pueden producir al-gunas modificaciones estructurales. Durante la soldadura delos aceros inoxidables se precipitan en la zona afectada ele-mentos intersticiales –carburos o nitruros–. También puedenformarse fases intermetálicas muy perjudiciales: particular-mente, la fase sigma (σ).

Figura 4. Procedimiento de soldadura TiG.

Figura 5. Procedimiento de soldadura MIG.

Tabla IV. Procedimientos de soldadura más utilizados en el sol-deo de los aceros inoxidables en general.

granular durante la solidificación de soldadura.Es posible que se origine, también, en la zonamás afectada por el calor (ZAT), en el caso de em-bridamiento

• Fragilidad. Se produce precipitación de fases in-termetálicas, fase sigma (σ), con temperaturasaltas de recocido de la unión soldada.

Frente a los aceros inoxidables ferríticos, los acerosinoxidables austeníticos poseen un coeficiente dedilatación térmica más alto y una conductibilidadtérmica menor; ver tabla V.

La distorsiones que tienen lugar en uniones solda-das, particularmente en estructuras de seccióndelgada, son considerablemente más importantesfrente a las que se producen en materiales basepoco aleados; p.ej.: aceros de construcción de me-

esta situación se recurre a los siguientes métodosde ejecución:

• Menor intensidad de corriente.

• Técnicas de soldadura a impulsos para disminuirla concentración de calor.

• El uso de mordazas u otras técnicas de refrigera-ción para disipar el calor.

• Los diseños particulares de unión.

En tabla VI se muestra un breve resumen de losposibles fallos y defectos, de tipo metalúrgico, quepueden presentarse en la soldadura de cualquiercalidad de acero inoxidable perteneciente a uno delos cuatro grupos principales; –martensíticos, ferrí-ticos, austeníticos y austeno-ferríticos– y, también,las causas que normalmente se derivan de tales fa-llos y defectos.

Desde esta clasificación, únicamente será correctoconsiderar que cada grupo de aceros inoxidablesreclame para sí una técnica especial de soldadura,y unas consideraciones también diferentes. Por loque se han de tener muy en cuenta las característi-cas técnicas y metalúrgicas de los correspondien-tes aceros inoxidables, ya que esto facilitaría la i-dentificación y posible solución de los fallos ydefectos enumerados ya en la tabla VI.

Los aceros inoxidables austeníticos se pueden con-siderar como poseedores de unas muy buenas pro-piedades para la soldadura. Al no admitir el tem-ple, no hay envejecimiento en la zona afectadatérmicamente (ZAT) y por tanto, no se produce enla práctica crecimiento de grano. No obstante, uninadecuado proceso de soldadura puede ocasionar,fundamentalmente, tres problemas que puedenafectar tanto al acero base como al material deaporte:

• Sensibilización. Se producen pérdidas de resisten-cia a la corrosión intergranular como resultadode la precipitación de carburos de cromo.

• Fisuración en caliente. Se produce fisuración inter-

Tabla V. Pro-piedades físicasa tener en cuen-ta en la solda-dura de los ace-ros inoxidables.

Tabla VI. Cuadro resumen de los posibles fallos y defectos detipo metalúrgico y sus consecuencias negativas, que puedensurgir en las uniones soldadas de acero inoxidable: (A) Fallos ydefectos que aparecen en la soldadura. (B) Consecuencia de losfallos y defectos.


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dia y baja aleación. La práctica de soldadura de losaceros inoxidables austeníticos debe conducirsecon todas las debidas precauciones indicadas en latabla VII, siguiendo al mismo tiempo las recomen-daciones que se indican a continuación:

entre el rango 5 y 15 FN*. De esta forma quedaráasegurada la resistencia a la fisuración en calien-te.

• Es importante que las superficies de los aceros i-noxidables austeníticos, antes de soldar, esténcompletamente limpias y secas.

• El arco de soldadura debe mantenerse tan cortocomo sea posible, con el fin de evitar captar ni-trógeno de la atmósfera. En el caso de soldaduracon arco protegido, debe mantenerse el caudal a-decuado para garantizar eficazmente, la protec-ción del gas. Sólo se deben utilizar gases inertescon bajo contenido de dióxido de carbono (CO2).De esta manera se reduce al mínimo la posiblecarburización del metal de aporte en el cordónde soldadura.

• Sólo en el caso de materiales base, de sección oespesor grueso, se recomienda un precalenta-miento a temperaturas comprendidas entre 100 y150 ºC, aunque no es esencialmente necesario.

• No debe superarse la temperatura de 150 ºC en-tre pasadas.

• El grado de dilución con el material base debemantenerse inferior al 35%, siempre que sea po-sible. Si éste es mayor, por la naturaleza propiadel proceso, se deberá determinar el contenidode ferrita y utilizando para medirla un instru-mento especialmente calibrado para ello, o biencalculándolo en base al diagrama de Schaeffler.El contenido de ferrita, medido por el número deferrita (FN), no debe ser inferior al valor mínimo,previamente, establecido.

• Se deben esperar mayores distorsiones que en elsoldeo de aceros inoxidables ferríticos, para locual hay que adoptar ciertas medidas como son:la forma de soldadura, refuerzos, pretensionado,soldeo por ambas caras, etc.

• Sólo se han de utilizar martillos y cepillos con-feccionados de acero inoxidable al cromo (Cr) oal cromo-níquel (Cr-Ni), para limpiar la escoriaen las soldaduras austeníticas. Para conseguir laoptima resistencia a la corrosión es fundamen-tal una superficie del material perfectamentelimpia. Cualquier traza de incrustaciones, esco-ria y salpicaduras; deben ser eliminadas e inclu-so, también, cualquier señal de coloración porcalor.


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* FN = número de ferrita. A niveles bajos el número y el por-centaje de ferrita son idénticos; sin embargo, estos dos valo-res difieren sustancialmente cuando se presentan grandescantidades de ferrita en el material considerado.

Tabla VII. Soldabilidad de los aceros inoxidables austeníticos(Cr-Ni y Cr-Ni-Mo). Materiales de aporte y técnicas de solda-dura.

• Para aceros inoxidables austeníticos especialesde más alta resistencia a la corrosión, hay asi-mismo, otros posibles materiales de aporte queproducen un depósito de soldadura completa-mente austenítico.

• El material base sólo se ha de soldar con metalesde aporte que produzcan un depósito de solda-dura con contenidos de ferrita correspondiente,

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