Origen de la oxidación en bordes del aisi 430 tras recocido en atmósfera reductora

Resumen

El acero inoxidable ferrítico AISI 430 está incluido en una estrategia de mercado que refleja el compromiso medioambiental de las empresas siderúrgicas. Dentro de esta estrategia, Acerinox ha introducido en el mercado una nueva familia de aceros inoxidables ferríticos modificados de manera que pueden ser utilizados para sustituir a los aceros inoxidables austeníticos y dúplex en algunas de sus aplicaciones más relevantes. Sin embargo, las modificaciones implementadas en su fabricación hacen que aparezcan ciertos defectos superficiales que afectan tanto a la calidad del producto final, como al rendimiento de la fabricación de estos aceros. Uno de estos defectos consiste en una coloración de los bordes de las bobinas de acero inoxidable AISI 430 que aparece tras el proceso final de recocido brillante, y recibe el nombre de filos amarillos. Esta Tesis Doctoral persigue determinar el origen de los filos amarillos en los aceros inoxidables AISI 430 de grado estándar (B00) y modificados (C11, D01, D20) mediante el análisis de las propiedades químicas superficiales del defecto tras el proceso de recocido brillante, así como la caracterización microestructural de estos materiales en las etapas de laminación en caliente, recocido intermedio y recocido brillante. El estudio experimental de esta tesis está basado en el uso de las siguientes técnicas avanzadas de caracterización: espectroscopía Raman, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X, microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión, espectroscopía de dispersión de energía de rayos X, difracción de electrones retrodispersados, microscopía óptica y simulación termomecánica (sistema Gleeble). Los estudios de caracterización superficial llevados a cabo han permitido determinar la relación entre la formación de los filos amarillos y la composición química del acero inoxidable AISI 430. Esta tesis establece que el defecto de filos amarillos se debe a un fenómeno de oxidación selectiva del Cr y Mn que ocurre durante el proceso de recocido brillante, formando una capa mixta de óxidos de Cr2O3 y MnCr2O4, heterogéneamente distribuidos, y una capa rica en SiO2 formada en la intercara oxido-metal. Por otro lado, la caracterización microestructural ha definido el comportamiento metalúrgico de estos materiales a través del proceso de fabricación. Esto ha permitido identificar el estado microestructural de estos aceros que favorece la aparición del defecto de filos amarillos. Esta Tesis Doctoral sienta las bases para minimizar la presencia de filos amarillos en los aceros inoxidables ferríticos con acabado brillante o BA. Además, el desarrollo experimental de este trabajo ha generado un conocimiento avanzado sobre los fenómenos químicos que tienen lugar en la superficie de las aleaciones estudiadas durante el proceso de recocido en una atmosfera reductora de H2/N2. La metodología experimental establecida en esta Tesis Doctoral supone una herramienta útil que puede ser usada en futuros proyectos de I+D industriales.