Simple Solutions That Work! Issue 11

0,10% de Selenio pueden reducir la tasa de absorción de nitrógeno en el acero líquido. Ejemplo de Agregado de FeSe en Fundición X: Para ilustrar la eficacia de la adición de FeSe se muestra el caso de una válvula fundida en una aleación al alto cromo-níquel (nominal 1,6% C, 21% Cr, 6% Mn, 4% Ni, 0,2% N) de la Fundición X. Se añade Nitrógeno (2000 ppm) de manera intencional para estabilizar la austenita y se agrega como un FeCr conteniendo N. La Fundición X produce piezas varias de acero inoxidable de alto cromo-níquel en moldes de arena de shell. Durante la temporada lluviosa de primavera (alta humedad), inevitablemente tenían brotes de porosidad subsuperficial. Debido a la naturaleza estacional de este problema, ocasionalmente los rechazos de piezas en la etapa de finalización alcanzaban hasta el 80% en un mes dado. Durante la investigación del problema de pensó que los poros con forma de pinchazo se debían en parte al hidrógeno/nitrógeno que surgía de la ruptura de las resinas sintéticas utilizadas en los moldes de arena de shell. Se muestran ejemplos del tipo de porosidad subsuperficial encontrada en cortes de válvulas (vea Figura 4). Con el objeto de reducir los niveles generales de gas, la Fundición X se abocó a un estudio extensivo de las variables que podrían ser la causa de la porosidad subsuperficial. Esto incluyó: • Variación de la temperatura de colado del metal desde 2800oF (15037ºC) hasta 3050oF (1677ºC) • Fundir bajo una cubierta protectora de Argón • Fusión rápida minimizando los tiempos de mantenimiento del metal • Añadido de mineral de hierro y óxido de níquel para iniciar una agitación moderada de carbón de ebullición. • Prácticas desoxidantes utilizando fundentes varios CaSi, CaSiBa, Aluminio MischMetal (tierras raras) • Adiciones de ferrocirconio, ferrotitanio y una aleación compleja (compuesta de Fe-Si- Mn-Al) • Reducción de los niveles de nitrógeno de la carga Para determinar el efecto del nitrógeno cargado, las fusiones hechas sin agregado de nitrógeno contenían entre 0,05% y 0,07% (500 a 700 ppm) de nitrógeno. Tres factores fueron responsables del aumento en los niveles de nitrógeno: 1) fusión al aire (3), 2) toma de nitrógeno de los moldes de arena de shell y 3) aumento de la solubilidad del nitrógeno del cromo y manganeso en la aleación. Incluso con estos niveles bajos de nitrógeno, intermitentemente aparecía porosidad. Se llevó a cabo un extenso trabajo analítico para determinar si el nitrógeno y/o el hidrógeno eran responsables de los defectos subsuperficiales, se tomaron cuidados extremos al analizar el hidrógeno. A las piezas de ensayo se les hizo inmediatamente un tratamiento térmico de calentar y luego rápidamente enfriar (quench) y se las almacenó en nitrógeno líquido para prevenir difusión del hidrógeno de las muestras. Contacto ROD NARO rod@asi-alloys.com Casi sin excepción, no se identificó una variable de manera definitiva como la culpable de los poros subsuperficiales. Solamente al añadir 0,02% FeSe a la cuchara de desoxidación con 0,10% de aluminio y 0,06% de ferrotitanio, desapareció e problema de porosidad. Parecería que la porosidad subsuperficial se debe a complejas interacciones hidrógeno / nitrógeno. Conclusión: el agregado de pequeñas cantidades controladas de ferroselenio (hasta 0,02%) y mantener la carga de material con el nitrógeno en el extremo inferior de la especificación resultó ser el único método a prueba de tontos que fue efectivo para prevenir la porosidad subsuperficial en la Fundición X. Referencias: 1. W. O, Philbrook and M. B. Bever (Eds.). Basic Open Hearth Steelmaking, Physical Chemistry of Liquid Steel. Chap. 16. 621- 690. AIME New York 1951 2. Courtesy of Doug Trinowski, HA International. 3. D. B. Roach and W. F. Simmons, "Effects of Nitrogen Additions to Stainless Steels", DMIC Technical Note, Battelle Memorial Institute, Columbus, Ohio, 1966. 4. Naro, R.L, "Formation and Control of Lustrous Carbon Surface Defects in Iron and Steel Castings," Silver Anniversary Paper, ASI International, Ltd, AFS Transactions, paper 02-154, (2002). 5. H. P. Rassbach, E. R. Saunders and W. L. Harbrecht, "Nitrogen in Stainless Steel, Electric Furnace Steel Proceedings of the AIME", Vol. 11, 1953. 6. A. M. Hall, C. E. Sims, "Reducing Pinhole Porosity in High Alloy Steel Castings by Additions of Selenium", Battelle Memorial Institute, American Society for Metals, Technical Report P9-41.2, Presented at the 1969 Materials Engineering Exposition, 1969 53 Figura 4: Macrofotografías de poros pinchazo subsuperficiales encontrados en válvulas al alto cromo níquel. Cara superior de cabezal de válvula y sección longitudinal. 81 MAKING YOUR INSTALLATION ASUCCESS