TERMODINÁMICA Y CINÉTICADEL ACERO LÍQUIDO SIDERURGIA II
TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA Y CINÉTICA DEL ACERO LÍQUIDO
Para entender la química de la aceración primaria y secundaria es fundamental comprender la termodinámica y la cinética de la fabricación del acero. Para poder producir aceros a la medida de lo que requiere el cliente es esencial saber cómo eliminar C, O2 , S, H, , y P e inclusiones. !a composición de las inclusiones presentes en el acero puede afectar la marc"a del proceso de fabricación del acero y sus propiedades tener un fuerte impacto. #ntonces, para optimi$ar las prácticas en el proceso industrial, es importante conocer "erramientas termodinámicas que ayuden a comprender cuantitati%amente los fenómenos in%olucrados. #s posible encontrar modelos que permite determinar la composición de las inclusiones resultantes cuando el acero es deso&idado con 'l, Si y (n. ' partir de la composición total del acero y la )* del proceso. 'sí mismo calcular como se reparten re parten los distintos elementos +'l, Si, (n, O entre el acero líquido y las inclusiones utili$ando un al-oritmo que minimi$a la ener-ía libre del sistema. Para todos estos casos, resulta de -ran utilidad la aplicación de "erramientas "erramientas termodinámica termodinámicass que permiten predecir la composición de las inclusiones resultantes en el acero. TERMODINÁMICA DEL ACERO LÍQUIDO. Para el análisis de los elementos que son impure$as comunes del acero líquido es con%eniente utili$ar un estado estándar, porque en la fabricación del acero "acemos uso de soluciones metálicas diluidas. a / en peso a dilución infinita. Para cualquier otra concentración la acti%idad se ' coeficiente ente de a =1 e&pres e&presa a así0 así0 a x =( %x ) ( f x x ) 1ónde0 f x =coefici #n una dilución infinita. o se des%ía muc"o de a ba3as concentraciones del elemento disuelto. 0 f x ∆ G #&perimentalmente, se determina como función de la composición, también .
Se estudia por medio del equilibrio "etero-éneo O + H 2 2 = = H 2 2O O
K =
P H 2 2 O P H 2 H 2 [ O ] f O O
O = Oxígeno disuelto [ O ] = Concentración en % en peso. f O
= Coeficiente de actividad.
!a relación e&perimental de -ases
P H 2 2 O P H 2 2
la cual es Proporcional Proporcional a la aO. Se muestra en la fi-ura
en función del contenido de O&i-eno. Para dos temperaturas distintas. 1
P H 2 2 O
0,8
P H 2 2
0,6
665*C
0,4
455* C C
0,2 0
0,1
0,2 1
#n la fi-. . Se obser%a que la acti%idad del O&i-eno se incrementa al aumentar el contenido de O&i-eno que para 455*C es alrededor de 5,27/. #n este punto se forma el 8eO líquido y la a o permanece constante dentro del campo bifásico 8e 9 8eO. )ambién, se %e que el límite de solubilidad del O&í-eno en el "ierro líquido se incrementa al aumentar la )*.
log
{
P H 2 O
P H 2 [ O
]}
665*C
0,7
log f O
0,6 0, 0,5
455*C 0,1 0
0,1
0,2
Coeficiente de actividad del Oxígeno en el acero fundido
#n la fi-ura 2. !a e&presión
log
{
P H 2 O
P H 2 [ O ]
}
= LogK + log f O es función de la composición. 'l disminuir
el contenido de o&í-eno, es decir, cuando el log f O → 0 esta e&presión se apro&ima a Log K ., que es i-ual a 5,64 a 455*C y a 5,4: a 665*C. Para mediciones a otras )* y si se aplica a las reacciones dadas es posible obtener lo si-uiente0 0 ∆ G =− RTLn K =−134700 + 61,21 T J H 2 O = O + H 2 1e otras mediciones para la reacción. 0 ∆ G =−251900 + 58,32 T J H 2 + 12 O 2!g" = H 2 O
Combinando las dos ecuaciones 0
H 2 + 12 O 2!g" = H 2 O
∆ G =−251900 + 58,32 T J
H 2O = O + H 2
∆ G =+ 134700 −61,21 T J
12 O 2!g" = O
∆ G =−117200 −2,89 T J
0
0
Se estudia por0
# + H 2 = H 2#
K =
P H 2 S
0
∆ G = 41170 +27 , 36 T J
P H 2 [ S ] f s
0 Combinando con la ∆ G para la reacción.
2
0
H 2 + $ # 2 = H 2 #
∆ G =−90290 + 49,41 T J
H 2# = # + H 2
∆ G =−41170− 27 , 36 T J
; S2 S
∆ G =−131460 + 22 , 05 T J
0
0
EL CAR1ONO EN EL HIERRO Se estudia por medio de0 C < CO2 2CO
( PCO )2 K = PCO [ C ] f C 2
0 Cuando se combina con la ∆ G para la reacción C ( graf ) +CO 2=2 CO Se obtiene
C ( graf )
0
∆ G = 21340−41 , 84 T J
C
'demás el coeficiente de acti%idad, Log f c = &22 !%C" EL SILICIO EN EL HIERRO Se estudia la reacción más comple3a #i + 2H 2 O = #iO 2!#" + 2H 2 Si las mediciones se efect=an en un crisol de sílice, la acti%idad del #iO 2 = 1 Por tanto0
[ ]
1 P H a =[ Si ] f Si = k P H 2O ' Si
2
2
#i !l" = #i
1e aquí se deduce que para la reacción0
0
∆ G =−119240−25,48 T J
> el log f Si=0,32 [ Si ] Se "an reali$ado mediciones similares para la determinación de la ener-ía de ?ibbs y los coeficientes de acti%idad de otros metales disueltos en "ierro líquido. #l ' 2 y H 2 se disuel%en en el "ierro líquido de acuerdo con las reacciones. 0 ∆ G =7200 + 47 , 78 T J ' 2 = 2' 0 ∆ G = 63930+ 63,43 T J H 2 = 2 H ' 455*C y atm., de 2 y H 2 el "ierro disuel%e 5,5@6/ de itró-eno y 5,552A/ de Hidró-eno y las solubilidades se incrementan al aumentar la )*.
Se-= la !ey de Sie%erts, la ecuación (
k =
[ %N ]2
o
P N
[ %N ] =( K P )1 /2 N 2
2
!a solubilidad es proporcional a la raí$ cuadrada de la presión del -as. 1ebido a lo pequeBo de la solubilidad, no se "an obser%ado des%iaciones respecto a la !ey de Sie%erts para estos -ases en "ierro líquido, es decir el coeficiente de acti%idad es . Para la disolución de otros metales, como 2 en Cromo, se "an obser%ado des%iaciones a altos contenidos de .
SOLUCIONES MULTICOMPONENTES 3
!as acti%idades del C, S, etc., en el acero líquido se %en afectadas por la presencia de otros componentes. #ntonces ac aumenta cuando se aBade #i , en el fundido. Pero disminuye al aBadir O 2. )s aumenta al aBadir C y #i , pero disminuye con el Cu y el *n. Para describir este fenómeno es con%eniente mantener el mismo estado estándar que en el caso de los fundidos binarios e introducir un se-undo coeficiente de acti%idad que describa el efecto del se-undo componente. Por tanto. Para la a x en presencia de a x =[ %x ] f x f x '
f x =Seg!ndo coeficientedeacti"idad f x =es!na f!nci#nde [ %$ ]
f x =se acercaa 1 c!ando [ $ ] → 0
Para %e&!e'as [ $ ] c!(%)e)are)aci#n :
e x
log f x =e x [ %$ ]
= Coeficiente de interacción de con respecto a ,.
Para la a y
a =[ % ] f x f x '
en dónde. Se "a encontrado e&perimentalmente y, también, puede
e&plicarse desde un punto de %ista teórico, que para concentraciones ba3as de e > los dos coeficientes de interacción se encuentran relacionados mediante la ecuación.
e x = * x
y
*
* x *
x
e
son los pesos atómicos de los 2 elementos.
Dltimamente se "a determinado e&perimentalmente un -ran n=mero de coeficientes de interacción y también a partir de la ecuación
e x =
* x *
x
e
se "an calculado %alores que se representan en ta-la
1. si-uiente 3unto con coeficientes similares para sistemas binarios simples $
TABLA. 1 Coeficiente de interaccin Element o
−2
e + + 10
e + =
log f +
[ %+ ]
en e! acero !"#$ido
Elemento añadido Y Al
C
Cr
Cu
Mn
N
O
S
Si
disuelto X C
4.8
!.4
".#
'
""."
".(
#
!&.
&.&)
!&."4
N
&.(
"(
!4.)
&.$
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O
!$.4
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* S
).8
4
Si
#.(
4
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&
$.(
!(
).%
(
4
Para una solución multicomponente, el coeficiente de acti%idad total de cada elemento estará determinado por el efecto de cada componente sobre dic"o elemento. #n el caso de soluciones diluidas se cumple la relación. a x =[ %x ] f x f x , , , , f x = [ %+ ] f x '
¿
f x
-
¿
= Coeficiente de acti%idad -lobal del componente , y está dado por0
log f + = e + [ %+ ] + e + [ %$ ] + , , + e + [ %. ] ¿
+
$
.
1. !a constante de equilibrio para la reacción ( H 2 ) +|O| /e, 0t =( H 2 O ) :65*C está dado por
LogK =
7050 −3,17 T
en el ran-o de 647*C a
calcular0
a" !a e&presión para la E?* como una función de la temperatura. -" Calcular la E?* para la reacción. 1 / 2 ( O2 ) =|O| /e, 0t a 455*C a partir de los si-uientes datos.
( H 2 ) + 1 / 2 ( O2) =( H 2 O ) 1 G 0=−60.180 + 13,93 T ca) SOLUCI2N a Cálculo de la E?* como una función de la temperatura., deF.. 7050 −3,17 (1 ) ( H 2 ) +|O| /e, 0t =( H 2 O ) LogK = T
− 1 G0
Pero, LogK = 2,3026 RT 2 ( 2 ) G-ualando las ecuaciones y 2 7050 − 1 G 0 = −3,17 2,3026 RT 0
T
1 G =−4,575 T
( )+ 7050 T
4,575 T ( 3,17 )
0
1 G =−32.253,75 + 14,5 T
b Cálculo de la E?* para la reacción.
1 / 2 ( O2 ) =|O| /e, 0t
a 455*C
( H 2 ) + 1 / 2 ( O2) =( H 2 O ) 1 G0=−60.180 + 13,93 T ca)
( H 2 O ) =( H 2 ) +|O| /e, 0t 1G 0=32.253,75 −14,5 T ca)
5
1 / 2 ( O2 ) =|O| /e, 0t 1G =−27.926,25− 0,57T ca) 0
0
1 G =−27.926,25 −0,57 ( 1873 ) ca) 0
1 G =−28993,8 ca) 0
1G1873 K =−29 Kca) Res!esta
2. n fundido de acero contiene 5.5A/C, 5,I/Cr y 5,52/S, a" Por medio de la ecuación log f + = e + [ %+ ] + e + [ %$ ] + ,, + e + [ %. ] ¿
+
$
.
, y con los datos de la tabla . Calcular la aC , en el
Calcular la aO correspondiente, si el fundido se encuentra en equilibrio con atm., ' ' de CO a 455*C en donde el producto ( aC ) ( a O )= 0,002 , %4 calcular el porcenta3e de o&í-eno fundido,
correspondiente.
SOLUCI2N log f + = e [ %+ ] + e [ %$ ] + ,, + e [ %. ] ¿
a
+ +
$ +
. +
Clculo la aC & en el fundido ¿ C Cr S log f C =e C [ %C ] + eC [ %Cr ] + e C [ %S ] ¿
−2
log f C =22.10
[ 0,08 ] +(−2,4.10−2 ) [ 0,9 ] + 9.10−2 [ 0,02 ]
¿
−3
log f C =0,0176 −0,0216 + 1,8.10 ¿
−3
log f C =−2,2.10 ¿
f C =0,995
ac = (%C ) ( f C ) ¿
ac = ( 0,08 ) ( 0,995 ) ac = 0,0796
b
ac aO =0,002 aO =
0,002 =0,025 0,0796
c
¿
aO =( %O ) ( f O ) aO =( 0,025 )
( %O )= 0,025 #n soluciones metálicas diluidas con%iene utili$ar el estado estándar que "a-a que la acti%idad /peso. #n una dilución infinita. Para cualquier otra concentración la acti%idad se 6
e&presa a x =( %x ) ( f x ) ,
f x
en dilución infinita y no se des%ía de la unidad para ba3as
concentraciones del elemento disuelto.
/0or u desoxidar3 !a aceración es un proceso de refinación, que emplea la o&idación para la eliminación de impure$as del acero líquido, para la facilidad de formación de un ó&ido se toma en cuenta la diferencia entre la ? de formación del ó&ido y del ó&ido del metal principal +"ierro, afinidad uí4ica. !os elementos con más afinidad química por el O 2 que la del 5e se o&idó, mientras que los que tienen menor afinidad que la del 5e quedará atrapados. o e&iste claro en la formación de ó&idos pero siempre ocurre en esta secuencia Si 9 P 9 C 9 Cr 9 (n 9 8e. > con e&cepción del carbono que escapa como CO, se quedan como escoria. !a solubilidad del O 2 en el acero líquido es 5,4/, pero en el acero sólido es sólo 5,557/. Se reali$a la deso&idación antes de la solidificación, para pre%enir orificios, sopladuras durante la solidificación y la consi-uiente creación de un producto poros o la precipitación de -randes cantidades de 8eO. !a principal fuente de o&i-eno es la aBadida al recipiente durante el proceso de aceración. !a adición de ó&idos sólidos es el método más com=nmente usado para reducir el o&í-eno de la colada. Se emplea el dia-rama de #llin-"am para este propósito. INTRODUCCI2N A LA DESCAR1URACI2N
#l Carbono es el elemento de aleación más importante para el acero. ' continuación desarrollamos una tabla de propiedades, aplicaciones y ni%eles de Carbono típicos. Carbono propiedades
'cero de ultra ba3o 'cero de ba3o carbono carbono J 5,5 / C J 5,26/C 'lta resistencia Lesistencia ra$onable 'lta tenacidad 'lta ductilidad Kuena 8abricabilidad conformabilidad )emplado Lecocido ormali$ado C"apa para automó%iles 'ceros estructurales, )uberías, etc. c"apa para automó%iles, línea •
•
• •
• •
)ratamiento 'plicaciones
'cero de medio 'cero de alto carbono carbono 5,26 9 5,:/C 5,: 9 ,7/C 'lta (uy duro resistencia Ka3a 'lta tenacidad tenacidad )emplado y re%enido )emplado y re%enido •
• •
•
#3es, en-rana3es Lesortes matrices, bielas, rieles, etc. "erramientas de corte
#l control del contenido en carbono en aceros pul%imetal=r-icos durante el tratamiento de sinteri$ación requiere plantear el equilibrio y la cinética de la reacción del metal con la fase -aseosa. Por tanto en esta separata se aborda el estudio termodinámico. #n la práctica industrial se suelen emplear diferentes atmósferas, que pueden contener CO, CO 2 , CH @ ó H 2. Con ayuda de pro-ramas de cálculos termodinámicos como 67er4o8Calc , es posible reali$ar estimaciones comple3as de equilibrio. Se "a comprobado que la representación del dia-rama de fases de un acero en el espacio de coordenadas potenciales acti%idad de carbono frente a M) facilita la selección de las atmósferas -aseosas de reacción. Se presenta también el modo de calcular analítica y -ráficamente la acti%idad de carbono en función de la relación de presiones parciales p!CO"p!CO2" y p!CH9"p!H2". Como e3emplo, se "a estudiado el control de la descarburación en el "ierro puro y en las aleaciones 8eNCu y 8eNCr. #l fenómeno de la descarburación de los aceros consiste en la pérdida de parte del carbono de su composición química durante un tratamiento a ele%ada temperatura, debido a su interacción con una atmósfera -aseosa. #sto suele conducir a un empeoramiento de sus propiedades mecánicas, sobre todo en las $onas pró&imas a la superficie del material. #l -rado de descarburación es función de la 7
temperatura, de la composición química del acero y de la composición química de la fase -aseosa con la que reacciona. #n estos procesos se requiere una buena predicción de las condiciones en que se %erifican estas reacciones, y su e&tensión. #n consecuencia, el análisis termodinámico de las reacciones -as9sólido tiene un -ran interés. #n sistemas en los que "ay un flu3o continuo de -as, el equilibrio %iene determinado por las condiciones de la fase -aseosa, más que por la composición química del acero. Por tanto, el control de las reacciones de carburación o descarburación %iene dado por el potencial de carbono en la fase -aseosa, es decir, por la acti%idad del carbono. #ste parámetro es función de la composición química de la fase -aseosa y de la temperatura. #n la práctica industrial se suelen emplear diferentes atmósferas, que contienen especies reductoras, o&idantes o carburantes tales como CO, CO 2 , CH @ o H 2. !a acti%idad del C en un sistema, a C +sea -aseoso o sólido se suele e&presar empleando el -rafito como estado de referencia, a partir de su potencial químico o ener-ía de ?ibbs molar parcial, 0 3C − 3C , grafito = RTLna C [ 1 ] 1onde 3C es el potencial químico del carbono en una fase o ener-ía de ?ibbs molar parcial 0
3C , grafito
#s el potencial químico del carbono puro en forma de -rafito a la temperatura ) +estado
de referencia y aC es la acti%idad del carbono en la fase estudiada. #n una fase sólida, el carbono puede estar en solución sólida +p. e3. en austenita o formando carburos +p. e3. cementita. #n un -as, la acti%idad de carbono se puede relacionar con su composición química los casos más "abituales en procesos de sinteri$ación de aceros son las me$clas COMCO2 y CH @ MH 2. Considerando la reacción en equilibrio CO 2 + :C; = 2 CO Se cumple la e&presión
:2; 2
CO ∆ G = RT)n [ 3] CO a C 4 1
2
1e donde se deduce 2
CO = aC exp C O 2
Siendo
0
(
0
−∆ G1
RT
)[ ] 4
0
0
0
∆ G1= 2 gCO,gas −g C O ,gas− g C ,grafito 2
1e la ec. @Q se deduce que el potencial de carbono está asociado de forma natural a la relación de 2
presiones parciales
CO C O
< esta relación depende solamente de la temperatura y la acti%idad de
2
carbono, pero no de la presión total del -as. Sin embar-o, en la práctica suele emplearse la relación
8
CO C O
, que sí depende de la presión.
2
#l potencial de C en me$clas CH @ MH 2 se asocia a la reacción 2 H 2 + :C; = CH 9 y en el equilibrio se deduce C H 2
H
4
=aC exp
(
0
−∆ G2
RT
6Q
)[ ] 6
2
Siendo
0
0
0
0
∆ G2= g C H ,gas − gC , grafito− 2 g H ,gas 'nálo-amente a las me$clas COMCO2, en -ases con CH y @ 4
2
C H
H 2 la acti%idad de C está relacionada con la relación
2 H 2
4
y la temperatura, pero no depende de la
presión total. !os aceros contienen elementos de aleación que me3oran al-unas de sus características fundamentales. !os aceros al carbono, como norma -eneral, contienen0 carbono, silicio, man-aneso, fósforo y a$ufre., por eso, llamamos aceros aleados, a los aceros que además de los cinco elementos anteriores, contienen aleantes como0 níuel& 4anganeso& cro4o& vanadio& olfra4io& 4oli-deno& co-alto& silicio& co-re& titanio& >irconio& plo4o& selenio& nio-io& alu4inio ? -oro . !a influencia de estos elementos es muy distinta, y, utili$ando el porcenta3e con%eniente, obtenemos aceros con características muy diferentes. Podemos fabricar pie$as de -ran espesor, con resistencias muy ele%adas en el interior de las mismas, "erramientas que resisten perfectamente a la acción de los a-entes corrosi%os, componentes mecánicos que alcan$an -randes dure$as con -ran tenacidad, mecanismos que manten-an ele%adas resistencias, a=n a altas temperaturas, moldes de formas muy complicadas que no se deformen ni a-rieten en el temple, etc. #stos aleantes pueden disol%erse en la ferrita o formar soluciones sólidas con el "ierro alfa, o bien, pueden tener tendencia a formar carburos. 'l-unos aleantes ele%an o disminuyen las temperaturas críticas de los dia-ramas de equilibrio, 'c y 'r, dia-rama "ierroNcarbono. #nsanc"ar o disminuir el campo austenítico o ferrítico del dia-rama de equilibrio, y otras influencias, también relacionadas con el dia-rama "ierroNcarbono, como la tendencia a -rafiti$ar el carbono, a modificar el tamaBo del -rano, etc.
'@ABL8'i. #l níquel e%ita el crecimiento del -rano en los tratamientos térmicos, lo que sir%e para producir en ellos -ran tenacidad. #l níquel además "ace descender el punto crítico 'c y por ello los tratamientos pueden "acerse a temperaturas li-eramente más ba3as que la que corresponde a los aceros ordinarios. 9
#n los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dure$a, un límite de elasticidad li-eramente más ele%ado y mayores alar-amientos y resistencias que con los aceros al carbono o de ba3a aleación. #l níquel es imprescindible en la fabricación de aceros ino&idables yMo resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcenta3es de níquel de entre un A/ al 25/. #l níquel se disuel%e en la ferrita y no es un -ran formador de carburos, 'umenta la tenacidad y la resistencia de los aceros recocidos, tendiendo a retener austenita en los aceros altos en cromo #s el aleante especiales más empleado en aceros aleados, usándose indistintamente en los aceros de construcción, en los de "erramientas, en los ino&idables y los de resistencia en caliente.
S: :,#; N aumenta la dure$a y la resistencia a la tracción de los aceros N me3ora la templabilidad, N impide deformaciones en el temple N aumenta la resistencia al des-aste, y a la abrasión, N aumenta la resistencia en altas temperaturas N proporciona ino&idabilidad, etc. #l cromo se disuel%e en la ferrita y muestra una fuerte tendencia a formar carburos de cromo y carburos comple3os.
#ste aleante nos proporciona una -ran resistencia a la tracción, aumentando la templabilidad, así como la resistencia a la fluencia mecánica, o deformación por despla$amiento del -rano de acero debido al traba3o prolon-ado en altas temperaturas, creep de los aceros. #l molibdeno en los aceros cromoNníquel, elimina la fra-ilidad de re%enido, o fra-ilidad Rrupp, que se presenta cuando estos aceros son re%enidos en la $ona de @65* a 665*.
10
#l molibdeno a aumenta también la resistencia de los aceros en caliente y reempla$a al olframio en la fabricación de los aceros rápidos, pudiéndose emplear para las mismas aplicaciones apro&imadamente una parte de molibdeno por cada dos de olframio. #l molibdeno se disuel%e en la ferrita, es un -ran formador de carburos, pero también es -ran estabili$ador de estos. Letarda el ablandamiento de los aceros, durante el re%enido, apareciendo la dure$a secundaria.
Con este aleante está presente en la fabricación de la mayor parte de las "erramientas, Su uso está -enerali$ado en los aceros rápidos, aceros para "erramientas de corte y aceros para traba3os en caliente. os permite mantener la dure$a en el aceros a ele%ada temperatura y e%itando que se desafilados y ablandamientos en las "erramientas, aunque alcancen temperaturas superiores a 655* C o 455* C. #l olframio se disuel%e li-eramente en la ferrita y tiene una -ran tendencia a formar carburos. !os carburos de olframio tienen -ran estabilidad. #l olframio forma carburos muy duros y resistentes al des-aste en ele%adas temperaturas, y me3ora la dure$a de los aceros a ele%adas temperaturas. Letarda el ablandamiento de los aceros, durante el re%enido, apareciendo la dure$a secundaria.
Con este aleante, también esta presente en la fabricación de la mayor parte de las "erramientas,, tiende a afinar el -rano y a disminuir la templabilidad. #s un elemento deso&idante muy fuerte. #l %anadio es un -ran formador de carburos, por ello su porcenta3e es muy pequeBo, 5.52/M5.57/, e&cepto en los aceros de "erramientas,. 1ificulta enormemente el ablandamiento por re%enido, y da lu-ar al fenómeno de dure$a secundaria. Puede no influir en la templabilidad si se encuentra disuelto. #ste aleante nos proporciona el equilibrio necesario ante los incon%enientes del a$ufre y del o&í-eno, presentes en los proceso de fabricación.
C#' &8 #"g&'#. #l man-aneso es un deso&idante que e%ita que se desprendan -ases, en la solidificación del acero y se ori-inen poros y rec"upes en la fabricación del acero. 11
C#' &8 )7:?$&. #l man-aneso en los aceros nos permite laminar y for3ar, porque el a$ufre que suele encontrarse en los aceros, forma sulfuros de "ierro, que tiene muy ba3o punto de fusión +IA* apro&., y en que temperaturas de traba3o en caliente se funde y fra-ili$an. #l man-aneso en los aceros, aumenta su resistencia, templabilidad, siendo interesante destacar que es un elemento de aleación relati%amente barato. 8orma carburos. #ste aleante nos proporciona -ran poder deso&idante, complementario al man-aneso para e%itar la aparición de poros y rec"upes. (e3ora la templabilidad en aceros con elementos no -raficitantes y aumenta la resistencia de los aceros ba3os en carbono, ele%a sensiblemente el límite elástico y la resistencia a la fati-a de los aceros sin reducir su tenacidad. limita su uso en las calidades superiores de aceros rápidos. #ste aleante, se combina con la ferrita, aumentando su dure$a y resistencia. 1isminuye la templabilidad. en los aceros de alto porcenta3e de carbono Para aquellos aceros con base de olframio, endurece la ferrita con lo que facilita el mantenimiento de la dure$a y de la aptitud de corte de las "erramientas a ele%ada temperatura. #s uno de los pocos elementos aleados que mue%a el punto eutectoide "acia la derec"a y reduce la templabilidad de los aceros. #ste aleante se emplea en los aceros de nitruración, que suele tener / apro&imadamente de aluminio. Como deso&idante es usado com=nmente para -ran cantidad de aceros. )odos los aceros aleados de alta calidad contienen aluminio pero en ba3o porcenta3e. Su uso como aleante solo se aplica en aceros de alta -ama y en cantidades ba3as, por su -ran poder deso&idante y su -ran capacidad de afinar el para deso&idar y afinar el -rano. #s un -ran formador de carburos y combina rápidamente con el nitró-eno. Se usa también en los aceros ino&idables cromoNníquel. #ste aleante es de nue%o cuBo en el mercado del acero. Lecientes estudios de in%esti-ación aclaran que mínimas cantidades de boro del orden 5,55 a 5,554/, me3oran enormemente la templabilidad, siendo el más efecti%o de los aleantes y el de mayor capacidad de temple. !a templabilidad es tan -rande, que para un mismo aceros de 5,@5/ de carbono, su aleación es0 N 65 %eces superior a la de molibdeno 12
N :6 %eces superior a la de cromo N 65 %eces superior a la de man-aneso N @55 %eces superior a la de níquel !a utili$ación de este elemento presenta bastantes dificultades, ya que es un deso&idante muy fuerte. Se emplea en los aceros de 5,75 a 5,65/ de carbono.
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