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Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales. Director/es: Danón, Claudio Ariel; Luppo, María Inés

Con la presente Tesis se aborda la etapa inicial del estudio del proceso de austenización de aceros ASTM A213 grados T9 y T91, utilizando la técnica de calentamiento interrumpido a temperaturas dentro del rango intercrítico seguido por templado. Los ciclos térmicos se efectuaron en un dilatómetro de alta velocidad y alta resolución, lo que permitió la adquisición de datos sobre las variaciones de volumen de las muestras a lo largo de dichos ciclos simultáneamente con la realización de los mismos. Las temperaturas de interrupción del calentamiento se seleccionaron de acuerdo a criterios emergentes de la información ya acumulada en trabajos anteriores. Las muestras provenientes de los ciclos de calentamiento interrumpido fueron caracterizadas por técnicas de microscopía electrónica de barrido y transmisión. La caracterización asumió un carácter esencialmente cualitativo, poniéndose énfasis en describir aspectos morfológicos de la matriz y en estudiar aspectos seleccionados de la evolución de las fases precipitadas (tamaño) en función de la temperatura de interrupción. Además de la caracterización microscópica, se realizó un estudio de la temperatura de comienzo de la transformación martensítica Ms en función de los parámetros temperatura de interrupción y velocidad de calentamiento, con el objeto de aportar datos complementarios sobre los posibles procesos de transformación en juego. Finalmente, se realizaron cálculos de equilibrios de fases a las temperaturas ensayadas experimentalmente mediante el software Thermocalc. Dichos cálculos permitieron una comparación cualitativa entre las situaciones de calentamiento en equilibrio y calentamiento con un significativo apartamiento del equilibrio. Los principales resultados obtenidos incluyeron: a) una descripción morfológica de la fase martensita en distintos estados (revenido, templado) en los niveles de microscopía electrónica de barrido y transmisión, que brindó a su vez elementos para la posible identificación de sitios de nucleación de la austenita en estudios ulteriores; b) indicaciones sobre el desacople entre los procesos de nucleación y crecimiento de la austenita y la disolución de los carburos de tipo M23C6 observado a altas velocidades de calentamiento; c) la identificación de tendencias de comportamiento de la temperatura Ms en función de los parámetros del ciclo térmico, que mostraron ser independientes del método utilizado para su determinación.

This thesis is the initial stage of a broader study, namely, the ASTM A213 and T91 grade steels austenization process, using the technique of interrupted heating at temperatures within the intercritical range followed by quenching. Thermal cycles were performed using a high speed, high resolution dilatometer, allowing the acquisition of data on the volume variation of samples throughout these cycles. The interruption temperatures were selected according to the information collected in previous works. Samples from the interrupted heating cycles were characterized by scanning and transmission electronic microscopy. This characterization was essentially qualitative, emphasizing the description of matrix morphological features and studying specific aspects of precipitated phase evolution (size) as a function of the temperature of interruption. Along with microscopic characterization, a study was performed on the martensitic transformation starting temperature Ms, as a function of the interrupting temperature and heating rate, in order to obtain additional information on the possible transformation processes involved. Finally, thermodynamic calculations were made of phase equilibria at the experimental temperatures using the Thermocalc software. These calculations allowed to compare qualitatively equilibrium against non-equilibrium heating. The main results included: a) a morphological description of the martensite phase in different (tempered, quenched) states, at the microscopic SEM and TEM levels, which brought in turn elements for a possible identification of austenite nucleation sites as further work; b) indications on the decoupling between the austenite nucleation and growth and M23C6 carbide dissolution processes observed at high heating rates; c) indications about the Ms behavior as a function of the interrupting temperature and heating rate, that showed the same tendencies whatever was the method used for its determination.

Lugar de trabajo: Centro atómico Constituyentes