Modelado Computacional del Tratamiento Térmico de Austemperizado de una Función de Hierro Nodular

A. D. BOCCARDO; P. M. DARDATI; D. J. CELENTANO; L. A. GODOY

Iguazu

Congreso; 13 Congreso Int. Ciencia y Tecnologia de Metalurgia y Materiales; 2013

Sociedad Argentina de Materiales

La fundición de hierro nodular es una aleación de hierro, carbono y silicio, en la que el grafito aparece en forma de nódulos. Sus propiedades mecánicas están determinadas por la microestructura que se forma durante el enfriamiento del material colado o en posteriores tratamientos térmicos. La fundición nodular austemperizada (ADI) resulta de tomar una fundición nodular convencional y someterla a un tratamiento de austemperizado. Como resultado puede obtenerse un material más resistente que la fundición nodular perlítica, manteniendo adecuados niveles de ductilidad y elongación, con mayor resistencia al desgaste y mejor comportamiento a la fatiga. Las transformaciones que ocurren durante el tratamiento térmico de austemperizado son: etapa I, que consiste en la formación de ferrita bainítica y austenita retenida, etapa II, donde las fracciones volumétricas de ferrita bainítica y austenita retenida se mantienen prácticamente constantes y etapa III, donde la austenita retenida se descompone en ferrita y carburo. En el presente trabajo se simuló, para la etapa I del tratamiento térmico de austemperizado, la evolución de la fracción de austenita retenida, usando el programa de elementos finitos de propósito general ABAQUS. Mediante subrutinas de usuario se implementó un modelo de solidificación según una teoría plurinodular y un modelo para la simulación de la evolución de la fracción volumétrica de austenita retenida utilizando la ecuación de Avrami. El modelo de solidificación se empleó para simular el enfriamiento de un bloque Y estándar, mientras que el análisis computacional de la variación en el tiempo de la fracción de la austenita retenida, de la etapa I, se realizó para una probeta de 55×10×10mm obtenida de dicho bloque Y. Los resultados numéricos obtenidos se compararon con mediciones experimentales.