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    Evaluación de la precipitación de carburos, resistencia al desgaste abrasivo y a la corrosión de fundiciones de alto cromo
    (2024-10-09) Bur, Emmanuel; Guitar, María Agustina; Brühl, Sonia Patricia
    High Chromium Cast Irons (HCCI) are materials widely used in industries such as mining and slurry pumping in oil extraction due to their resistance to abrasion, impact and corrosion in aggressive environments. The excellent performance of these castings is due to the combination of eutectic carbides (EC) and secondary carbides (SC) within a tough matrix, achieved by specific heat treatments that optimise the distribution and stability of the carbides. Destabilisation of the microstructure is the most used treatment for this type of material, allowing the precipitation of SC. The temperature (980°C) and time (0 to 90 min) used during the treatment will determine the size and fraction of SC, as well as the fraction of martensite and retained austenite (RA) formed during cooling. Secondary carbides were quantified using Fiji® software with high- and low-resolution SEM images. The results show that the average particle size as well as the volume fraction of SC increased as the destabilisation time increased, on the other hand, several small particles are not detected in low resolution images. We also evaluated the effect of heating rate, observing that a slower heating rate favours the precipitation and growth of SC during the heating process. These secondary carbides have direct implications on wear properties. The response to abrasive wear according to ASTM G65 with a load of 65 N and 4800 m of sliding on a HCCI containing 26 %Cr was evaluated in three different conditions, containing varying amounts of SC, RA, and martensite: as received, destabilised by zero and ninety minutes. An improvement in abrasive wear resistance was observed in the heat-treated samples, where the material with higher CS fraction and higher hardness showed the best response. On the other hand, scratch tests were performed with a diamond tip and 90 N load. The wear profile was obtained by confocal microscopy (CLSM) where cutting and ploughing was observed as an abrasive mechanism in the heat-treated samples. In the untreated samples a large plastic deformation is observed. The effect of the amount of chromium (16 % Cr and 26 % Cr) on the corrosion behaviour was evaluated by electrochemical tests using a 3.5% NaCl solution and salt spray (ASTM B117) in a 5% NaCl solution for 100 hours. Additionally, the effect of destabilisation time on corrosion resistance was evaluated with an immersion test (3.5% NaCl) for 10, 100, and 250 hours. The material with lower Cr content showed higher corrosion, even after only 10 hours of immersion.
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    Evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo y a la corrosión de fundiciones de alto cromo tratadas térmicamente
    (2024-08-09) Bur, Emmanuel; Guitar, María Agustina
    Las fundiciones de alto cromo (High Chromium Cast Irons, HCCI) son materiales muy utilizados en industrias como la minería y el bombeo de lodos en la extracción de petróleo debido a su resistencia a la abrasión, impacto y corrosión en entornos agresivos. El excelente comportamiento de estas fundiciones se debe a la combinación de carburos eutécticos (CE) y carburos secundarios (CS) dentro de una matriz resistente, lograda mediante tratamientos térmicos específicos que optimizan la distribución y estabilidad de los carburos. Desestabilización de la microestructura es el tratamiento más empleado en este tipo de materiales, permitiendo la precipitación de CS. La temperatura y tiempo utilizados durante el tratamiento determinarán el tamaño y fracción de CS, como así también la fracción de martensita y austenita retenida (AR) formados durante el enfriamiento. Estudios previos demostraron el óptimo comportamiento frente al desgaste (deslizamiento reciprocante) de HCCI desestabilizados por cortos tiempos. En contraste, tiempos más largos permiten precipitar una mayor fracción de CS resultando en un incremento de la dureza. En este trabajo se evalúa la respuesta al desgaste abrasivo de un HCCI conteniendo 26 %Cr en tres condiciones diferentes, conteniendo variable cantidad de CS, AR, y martensita: as-received, desestabilizado por cero y noventa minutos. Se observó una mejora en la resistencia al desgaste abrasivo en las muestras tratadas térmicamente, donde el material con mayor fracción de CS y mayor dureza mostró la mejor respuesta. El efecto de la cantidad de cromo en la aleación (16 %Cr y 26 %Cr) en el comportamiento frente a la corrosión se evaluó mediante ensayos electroquímicos utilizando una solución de NaCl al 3,5% y niebla salina en una solución de NaCl al 5%, con una duración de 100 horas. Adicionalmente, el efecto del tiempo de desestabilización en la resistencia a la corrosión se evaluó con un ensayo de inmersión (NaCl al 3,5%) durante 10, 100, y 250 horas. Tal como se esperaba, el material con menor contenido de Cr mostró mayor corrosión, incluso luego de solamente 10 horas de inmersión. Adicionalmente, el tratamiento térmico parece tener un rol determinante en la resistencia a la corrosión, tal como se vió en las muestras con 26 %Cr donde el material con mayor cantidad de CS demostró tener una mayor resistencia.