Estudio de las temperaturas de transformación α' → γ (martensita inducida por deformación - austenita) en aceros inoxidables

Abstract

El fenómeno de endurecimiento por transformación de fase inducida por deformación es observado comúnmente en los aceros inoxidables de la serie AISI 300. El grado de endurecimiento está limitado por la estabilidad estructural del material. En este sentido, durante el trabajado en frío, los aceros inoxidables austeníticos con bajo contenido de níquel son propensos a sufrir el cambio de fase inducido por deformación de la fase austenita-γ (FCC) a la fase martensita-α′ (BCC o BCT). Por otro lado, mediante tratamientos térmicos (TT) que involucran calentamientos isotérmicos y/o calentamientos continuos, la fase austenita puede ser recuperada. El grado de la reversión está relacionado con la temperatura del TT por encima de la temperatura AS (temperatura a la cual la transformación de martensita a austenita comienza en un proceso de calentamiento). Se obtiene un 100 % de austenita cuando la temperatura del TT iguala a AF (temperatura de finalización de la austenización); el resultado depende también del tiempo del TT y de la deformación inicial En este trabajo se estudió la reversión de la martensita inducida por deformación a austenita en aceros inoxidables austeníticos AISI 304L, AISI 321 y un acero rico en Nb. Las muestras utilizadas fueron traccionadas hasta la rotura resultando en cantidades diferentes de martensita-α′ a lo largo de la probeta. La formación de martensita-α′ y su reversión a austenita- γ proporcionan una combinación de buenas propiedades mecánicas, como la conformabilidad y la resistencia. Es importante conocer las temperaturas de reversión de la α′ y las cantidades resultantes de cada fase (γ y α′). Para estudiar estos aspectos, se aplicaron técnicas de ciencias de materiales y métodos electromagnéticos no destructivos. Se realizaron mediciones de saturación magnética que permitieron cuantificar la martensita α′ y realizar dos curvas de calibración para evaluar el contenido de la fase α′: una a partir de mediciones con ferritoscopio y otra en función de las permeabilidades magnéticas. Luego, con la técnica de dilatometría se pudieron determinar las temperaturas de inicio y finalización de la reversión α′ → γ a través de tres métodos de detección de temperatura: el método offset, el método de la 2da derivada y un método capaz de llevar a cabo la deconvolucion de transformaciones superpuestas mediante el ajuste de curvas dilatométricas. Utilizando velocidades de calentamiento entre 2 y 100 °C/s, se obtuvieron diagramas reversión-temperatura-tiempo para los tres tipos de aceros traccionados. Estos diagramas permitieron observar la evolución de los mecanismos de reversión de la martensita-α′, desde su superposición a velocidades de calentamiento bajas hasta su posterior separación a velocidades por encima de los 10 °C/s.