Diseño de aleaciones maestras para la sinterización con fase líquida de aceros al Mn-Si

• Autores: Raquel De Oro Calderón
• Directores de la Tesis: Mónica Campos Gómez (dir. tes.), José Manuel Torralba Castelló (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Elena Gordo Odériz (presid.), Sophia Alexandra Tsipas (secret.), Eduard Hryha (voc.), Christian Gierl (voc.), Roberto Molinari (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología metalúrgica
      • Pulvimetalurgia
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • Los aceros pulvimetalúrgicos han competido con éxito durante años con las piezas fabricadas por moldeo, debido a la posibilidad de fabricar mediante esta técnica piezas complejas, en grandes series y con un bajo coste. En las últimas décadas, el precio de los elementos de aleación comúnmente utilizados en la pulvimetalúrgia de aceros de baja aleación (cómo el Cu, Ni y Mo) ha experimentado continuas fluctuaciones y, globalmente, un aumento creciente. Se plantea en esta situación el reto de encontrar nuevos sistemas de aleación más competitivos que permitan mantener ó, si es posible, incrementar el nivel de propiedades a un menor coste. El Mn y el Si son elementos de aleación utilizados tradicionalmente en los aceros de colada, y se sabe que su potencial para aumentar las propiedades del acero es superior al de los aleantes que se utilizan comúnmente en pulvimetalúrgia. Sin embargo, la gran afinidad por el oxígeno de estos elementos plantea un reto tecnológico a la hora de incorporarlos en el proceso de conformado pulvimetalúrgico ya que la elevada superficie específica de los polvos de partida los hace aún más reactivos con la atmósfera que los rodea. En este trabajo de tesis se plantea la posibilidad de introducir Mn y Si en aceros sinterizados, a partir del uso de “Aleaciones Maestras”. En el contexto de este trabajo, una aleación maestra es un polvo con un elevado contenido en elementos de aleación, que se diseña para ser mezclado con un polvo base, de manera que la composición final del acero se logra tras la sinterización. Al introducir el Mn y el Si prealeados con otros elementos de menor afinidad por el oxígeno, se reduce su actividad química disminuyendo su sensibilidad a la oxidación. La composición de las aleaciones maestras se obtiene a partir un proceso de diseño basado en cálculos termodinámicos y validado mediante estudios con prototipos. La metodología de diseño propuesta permite obtener aleaciones maestras que formen una fase líquida a las temperaturas comunes de sinterización, y además ofrece la posibilidad de predecir el comportamiento de esta fase líquida durante el proceso. La formación de una fase líquida es interesante cuando se utilizan aleaciones maestras, porque promueve la difusión de los elementos de aleación en el polvo base. Este trabajo de tesis se centra principalmente en estudiar la sinterabilidad de este tipo de aceros, analizando fundamentalmente dos aspectos: las características de las fases líquidas formadas y su efecto en las propiedades y en la variación dimensional, y los procesos de reducción y oxidación que tienen lugar como consecuencia de introducir elementos muy afines por el oxígeno (Mn y Si). Los resultados obtenidos permiten comprender los requisitos necesarios para sinterizar estos aceros, lo cual resulta fundamental de cara a poder obtener un producto robusto y fiable que en un futuro pueda llegar a introducirse en el mercado. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------