Estudio computacional del fenómeno de carburización en una aleación FeNi

S. SIMONETTI, G. BRIZUELA, A. JUAN

Buenos Aires

Congreso; 93 Reunión AFA –XI Reunión SUF; 2008

93 Reunión AFA –XI Reunión SUF

La carburizaci´on masiva del material puede ocurrir en los componentes met´alicos en servicio debido a las condiciones de operaci´on. Los cambios en la microestructura originan casos severos de fragilizaci´on del material que lo conducen a la p´erdida de sus propiedades mec´anicas. En este trabajo se estudia la interacci´on del carbono con una aleaci´on Fe50Ni50, primeramente en la regi´on de una vacancia y luego sobre la superficie Fe- Ni(111), analizando la estructura electr´onica y el enlace qu´ýmico, utilizando simulaci´on computacional atom´ýstica. En el primer estudio, el ´atomo de C se localiz´o a 1.19 °A del centro de la vacancia. La adici´on de carbono a la matriz de la aleaci´on disminuy´o la fuerza del enlace local Fe-Fe aproximadamente en un 80 por ciento. Este debilitamiento en el enlace ocurre principalmente debido a la formaci´on de un enlace Fe-C que se produce con la participaci´on mayoritaria del orbital Fe 4s. Pudo evidenciarse la formaci´on de carburos del tipo Fe3C en la matriz de la aleaci´on. La fuerza de los enlaces Fe- Ni y Ni-Ni vecinos al C decrecen en menor proporci´on, el enlace Ni-C ocurre a trav´es de los orbitales Ni 3d y Ni 4s, y es de peque˜na magnitud. En el segundo estudio, la posici´on de m´ýnima energ´ýa para el carbono en la superficie FeNi(111) se encontr´o a 1.60 °A de la superficie. Se evidencia nuevamente la formaci´on de un enlace Fe-C que se produce principalmente a expensas del debilitamiento del enlace Fe-Ni (m´as cercano al C), con participaci´on mayoritaria de los orbitales Fe 4p, Ni 4p y Ni 4s, y el cual decrece aproximadamente un 52 por ciento en relaci´on a la aleaci´on sin impurezas. Los enlaces Fe-Fe y Ni-Ni tambi´en son afectados pero en menor proporci´on.