Medición de la austenita retenida
La cantidad de austenita retenida puede influir en las propiedades de los materiales y en el rendimiento de un componente de acero fabricado, por ejemplo, en la tenacidad, la ductilidad, la soldabilidad, la expansión térmica, el agrietamiento por corrosión bajo tensión y las propiedades magnéticas.
El nivel deseado de austenita retenida depende de la aplicación. Muchos productos críticos, como rodamientos, engranajes y ejes, pueden contener austenita retenida no deseada, causada por un tratamiento térmico inadecuado. La austenita retenida puede pasar lentamente a martensita a temperatura ambiente. Esto puede provocar cambios dimensionales y grietas. La cantidad de austenita retenida puede medirse fácilmente utilizando la difracción de rayos X (XRD).
¿Por qué debe medirse la austenita retenida?
Los valores de austenita retenida pueden medirse a partir del material en bruto o de una pieza acabada. Si los valores se miden a partir de la materia prima, se pueden evitar los trabajos de repetición y los costosos desechos.
Cuando no es posible medir la materia prima, la medición de la austenita retenida puede utilizarse como control de calidad para separar los componentes de buena calidad de los inestables. Así se reducen los casos de garantía y se evita la pérdida de valor de la marca.
¿Qué es la austenita retenida?
La austenita cúbica centrada en la cara y la ferrita cúbica centrada en el cuerpo son fases cristalográficas del hierro. En los aceros de baja aleación templados y revenidos habituales, ambas fases coexisten como α-Fe (o ferrita) y γ-Fe (o austenita). Durante el tratamiento térmico del acero se forma austenita a altas temperaturas, proceso conocido como austenización. Después de la austenización, los aceros suelen enfriarse para transformar la austenita en una fase mucho más dura, la martensita. El contenido de austenita retenida es la fracción de volumen de austenita a temperatura ambiente dentro de la muestra, que no sufrió la transición a martensita. La cantidad de austenita retenida depende de la composición química de la aleación de acero, así como de las condiciones del tratamiento térmico.
Estructuras cristalinas de α-Fe y γ-Fe.
¿Cómo se puede medir la austenita retenida?
Existen diferentes métodos para determinar la fracción volumétrica de austenita retenida en los materiales con base de acero.
DRX
Mediante el método de los cuatro picos, se utilizan las intensidades integradas de dos picos difractados de ferrita y dos de austenita para determinar el contenido de austenita retenida de acuerdo con la norma ASTM E975.
Picos ferríticos y austeníticos
- Se miden dos picos de difracción de ambas fases.
- Se determinan las áreas de los picos.
- El contenido de austenita retenida se analiza a partir de las relaciones de las áreas de los picos.
Microscopía
Las fases ferríticas/martensíticas y austeníticas se inspeccionan ópticamente mediante un microscopio. El volumen de austenita retenida puede estimarse a partir de la microestructura visualizada de la muestra. Métodos especiales como la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía electrónica de transmisión (TEM) utilizan la absorción y la dispersión de electrones para obtener imágenes de la austenita retenida.
Métodos magnéticos
Las diferentes propiedades de la martensita ferromagnética y la austenita paramagnética se utilizan para determinar la austenita retenida mediante métodos magnéticos. Para ello, se mide inductivamente la atenuación del campo magnético de la muestra en presencia de un campo magnético alterno externo.
¿Cuáles son las ventajas de la medición de austenita retenida por DRX?
La medición de la austenita retenida mediante el método de difracción de rayos X es un método normalizado y cuantitativo. No es destructivo y las mediciones pueden realizarse en cualquier punto del proceso de fabricación.
Stresstech ofrece difractómetros de rayos X y una amplia gama de opciones que permiten medir componentes de diferentes tamaños, desde pequeñas bolas de rodamiento hasta barras de acero de varios metros de longitud. Con un software intuitivo, la medición puede ser realizada por cualquier operador. No se requieren conocimientos metalúrgicos o de difracción previos.
Con la última tecnología de difracción de rayos X (Xstress DR45) el tiempo de medición es inferior a cinco minutos para un material con un 2% de contenido de austenita retenida.