Microestructura y distribución de carburos del acero rápido
El acero rápido se compra por el carburo que contiene, y la microestructura es donde se manifiesta la diferencia entre un proveedor y otro. La ruta convencional de lingote deja el carburo en bandas y estrías que siguen el patrón de solidificación, y la ruta de pulvimetalurgia deja la misma química de carburo en una estructura sin bandas en absoluto. Esta página reúne las estructuras templadas de M2, M1 y M4 junto con la serie completa de pulvimetalurgia impresa para T15, desde la condición prensada y enfriada lentamente hasta el estado recocido y el templado.
Qué contiene la estructura templada de un acero rápido
Un acero rápido se templa desde una temperatura de austenización mucho más alta que un grado de trabajo en frío, y la estructura que resulta es martensita con una gran población de carburos sin disolver. El carburo no es una impureza, es la fase resistente al desgaste, y la cantidad que sobrevive a la permanencia de austenización es lo que separa los grados. M1 se sitúa en el extremo bajo de vanadio de la familia del molibdeno, y M4 lleva más vanadio, lo que eleva el volumen de carburo MC duro en la estructura. Ambas placas de abajo están a los mismos 62 HRC, y la diferencia entre ellas es la población de carburos y no la matriz.
La misma regla se observa en toda la familia del molibdeno, donde un mayor contenido de aleación compra resistencia al desgaste con una carga de carburos más pesada. Las estructuras templadas de M2 y M42, los dos grados que más a menudo se comparan entre sí, están en la microestructura del acero para herramientas página, y la comparación de propiedades de los grados de acero rápido está en la tabla de propiedades del acero rápido.
Por qué la ruta de lingote necesita ayuda
Los aceros rápidos altamente aleados son difíciles de fabricar por colada de lingote, porque la aleación y el carburo se segregan a medida que el lingote solidifica y el rendimiento de lingote a barra terminada es bajo. La segregación también sobrevive al trabajo en caliente como bandeado, que es lo que muestra un macroataque de una barra grande, y deja el centro de una barra grande con una población de carburos más pesada y gruesa que el exterior. La ruta de pulvimetalurgia lo resuelve solidificando el acero como polvo, de modo que no hay lingote ni segregación macroscópica que heredar. Algunos grados existen únicamente como producto de pulvimetalurgia por esa razón.
T15 a través de la ruta de pulvimetalurgia
Las cuatro placas de abajo siguen un grado de pulvimetalurgia desde el paso de consolidación hasta la estructura templada terminada. La primera es el material tal como salió de una prensa isostática en caliente y luego se enfrió lentamente, lo que lo deja parcialmente recocido a 28 HRC con carburo fino distribuido uniformemente por la matriz y sin segregación en ningún punto del campo. La segunda es el mismo material después de prensado, forjado y recocido, que es la condición de entrega totalmente recocida a 24 HRC. En ambas el carburo es fino y está distribuido uniformemente, que es el objetivo de la ruta.
Las dos últimas placas son la condición templada. La muestra se calentó a 1230 °C durante 5 minutos en baño de sales, se templó en aceite y se sometió a revenido triple durante 2 h a 540 °C para alcanzar 65 HRC, y se muestra dos veces bajo dos reactivos diferentes. El nital da la lectura estándar de martensita con carburo sin disolver, y el reactivo de metabisulfito separa el carburo de la matriz con más fuerza, que es el reactivo al que recurrir cuando la población de carburos debe contarse en lugar de solo verse.
Qué pedir en un grado de pulvimetalurgia
Dos preguntas separan una buena entrega de pulvimetalurgia de una mala, y ambas se responden en la micrografía y no en el certificado. La primera es si el carburo está distribuido uniformemente sin bandeado ni estrías visibles, lo que muestran las placas de arriba y confirma un macroataque de la barra a una escala más gruesa. La segunda es si la dureza recocida está dentro de la banda especificada para el grado, porque una barra de pulvimetalurgia parcialmente recocida se mecaniza de forma diferente a una totalmente recocida y las dos condiciones pueden parecer similares a simple vista. Pedir por escrito la condición de entrega y el estado de recocido, junto a la dureza, es lo que hace comparables las dos.
Los propios tipos de carburo se enumeran en la tipos de carburo y dureza página, la fracción de volumen que lleva cada grado está en la fracción volumétrica de carburos página, y los grados y sus equivalentes están en la grados de acero rápido página.
Compilado del ASM Handbook, Volumen 9, Metallography and Microstructures, artículo Metallographic Techniques for Tool Steels de George F. Vander Voort, ASM International, 2004 (sección de pulvimetalurgia, Fig. 63, 65 y 79 a 82). Cada leyenda se leyó de la capa de texto buscable del archivo y se verificó contra la placa impresa, y cada placa se recortó del archivo a 1,5 veces su ancho en píxeles impreso. Las placas son un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel, por lo que conviene confirmar el grado, la ruta y la dureza de entrega contra el certificado de ensayo del material antes de realizar un pedido.