Endurecimiento por precipitación Aceros inoxidables.

¿Qué hacemos?

Endurecimiento por precipitación: aceros inoxidables

Los tratamientos térmicos de precipitación refuerzan los materiales al permitir la liberación controlada de constituyentes para formar grupos de precipitados que aumentan significativamente la resistencia del componente.

Ventajas del endurecimiento por precipitación: Aceros inoxidables

Existe una multitud de aleaciones de acero inoxidable fundidas y forjadas que pueden tener diversas características deseables mejoradas mediante tratamiento en solución o mediante tratamiento en solución y endurecimiento por envejecimiento por precipitación. Características como la resistencia mecánica y a la corrosión a temperatura ambiente y/o a temperaturas elevadas suelen mejorarse con estos tratamientos térmicos.

Materiales y aplicaciones

Las propiedades de los aceros inoxidables endurecibles por precipitación pueden mejorarse seleccionando los parámetros de tratamiento térmico adecuados. Con los aceros inoxidables endurecibles por precipitación se suele utilizar el tratamiento en disolución solo o seguido de endurecimiento por envejecimiento por precipitación.

Tratamiento de la solución

• Durante el proceso de fabricación, la mayoría de los materiales pueden endurecerse por deformación, lo que limita la capacidad de procesamiento posterior del material. El tratamiento en solución durante el proceso (alivio de tensiones) puede reducir esta condición de endurecimiento por deformación para permitir el procesamiento posterior.
• Los procesos de fabricación, como la soldadura fuerte, la soldadura blanda o el corte por láser/llama, pueden tener un impacto indeseable en las propiedades del material, que puede invertirse mediante el tratamiento en disolución antes de su transformación posterior.
• Los procesos de fabricación pueden dar lugar a un inicio prematuro del proceso final de endurecimiento por envejecimiento por precipitación, que puede invertirse mediante un tratamiento de re-solución previo al tratamiento posterior.
• No se recomienda poner en servicio material tratado únicamente en solución debido a la presencia de martensita no revenida que puede provocar fallos por fragilidad y pérdidas indeseables de resistencia a la corrosión. Ejemplos de ello son 15-5PH, 17-4PH y Ph13-8Mo.

Endurecimiento por precipitación

• El desarrollo de las propiedades finales del material necesarias para satisfacer los criterios de diseño específicos de la pieza suele requerir que el material (fundición/material forjado) se someta a un largo ciclo de tratamiento térmico a baja temperatura para desarrollar una microestructura específica de la aleación; el proceso se denomina endurecimiento por envejecimiento por precipitación.
• Normalmente, este paso se realiza al final o cerca del final del proceso de fabricación, ya que el proceso de tratamiento térmico produce un aumento significativo de la dureza del material y se produce una cantidad predecible de cambio de tamaño (contracción) que debe tenerse en cuenta. Los costes de mecanizado pueden aumentar drásticamente si se requiere un mecanizado posterior al endurecimiento por envejecimiento.
• Ejemplos típicos de materiales son: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH y Maraging 250.
• Las designaciones típicas de tratamiento térmico son H900 o H1075; donde H900 indica envejecimiento a 900°F durante una hora y H1075 indica envejecimiento a 1075°F durante 4 horas. En todos los casos, es importante comenzar con material que esté en la condición de tratamiento en solución o más comúnmente llamada Condición A.

Endurecimiento por precipitación: Detalles del proceso de los aceros inoxidables

• El tratamiento por disolución se realiza normalmente a temperaturas que oscilan entre 1700 y 1950 °F en vacío, seguido de un enfriamiento rápido con ventilador de gas hasta temperatura ambiente. Por lo general, el material debe enfriarse por debajo de 90 °F (o menos, en algunos casos) antes del procesamiento adicional.
• Un grupo de aleaciones metaestables (17-7PH, por ejemplo) requiere varias etapas intermedias de procesamiento después del tratamiento en solución para conseguir las propiedades deseadas antes del endurecimiento por envejecimiento por precipitación. Estos pasos incluyen un tratamiento de acondicionamiento de la austenita y una congelación para garantizar la transformación completa de la austenita en martensita.
• El endurecimiento por envejecimiento por precipitación se realiza normalmente a temperaturas que oscilan entre 900 y 1150 °F en vacío, atmósfera inerte o aire durante tiempos de mantenimiento que oscilan entre 1 y 4 horas, dependiendo del material exacto y las características especificadas.
• Las especificaciones industriales aplicables incluirían SAE AMS 2759/3.