Mejora del comportamiento en servicio y optimización microestructural de la capa de trabajo de cilindros de laminación fabricada en fundición Ni Hard con grafito, aleada con Mo,Nb y Mg

Resumen

RESUMEN (en español) Los cilindros de laminación dúplex fabricados mediante temple indefinido y doble colada son muy utilizados en cajas acabadoras de tren de bandas en caliente. Estos cilindros están compuestos por una capa externa de trabajo de fundición Ni-Hard atruchada y un núcleo de fundición gris nodular. Los principales motivos de fallo en servicio que se pueden dar son el desgaste, agrietamiento y desconchamiento de la capa de trabajo, o la rotura de la unión entre la capa de trabajo y el núcleo por una mala formación de la zona intermedia que se crea entre ellas. El primer fallo se ve influenciado en gran medida por la presencia de carburos y la continuidad de la red. El segundo se deriva del proceso de colada en el que se debe conseguir la fusión completa de la zona de la intercara, pero evitando una mezcla excesiva entre las dos capas y la formación de estructuras duras y frágiles. Para realizar este estudio se utilizó el método de Diseño de Experimentos tomando como variables 6 parámetros metalúrgicos específicos de la fabricación de los cilindros, a saber, la temperatura líquidus, el porcentaje de silicio final presente en la aleación, el porcentaje final de Mg en la aleación, y la inoculación con diferentes cantidades de FeB, SiCaMn y FeSi-La. Para medir la mejoría o empeoramiento de la idoneidad de la aleación se tomaron respuestas sobre las propiedades del material, de los diferentes experimentos realizados, como la dureza o la resistencia al impacto y a la flexión, así como parámetros microestructurales como la fracción en volumen de precipitados o la morfología del grafito. Se obtuvieron aquellos factores que generaban un efecto sobre los valores de las respuestas y se analizó las modificaciones que producían, explicando la relación entre la mejora de las propiedades y el comportamiento en servicio de los cilindros. RESUMEN (en Inglés) Duplex rolling mill rolls are manufactured through indefinite chilling and double pouring are commonly used in the finishing stands of hot rolling mills. These rolls are made of an external working zone manufactured in Ni-hard white cast iron, and a core manufactured in Nodular cast iron. The main causes of service failure are wear, cracking and spalling of the working layer, or the break of the bond between the working layer and the core due to poor formation of the intermediate zone created between them. The first failure is largely influenced by the presence of carbides and the continuity of the carbide network. The second one derives from the casting process, in which complete melting of the interlayer area must be achieved, but excessive mixing between the two layers and formation of hard and brittle structures must be avoided. To carry out this study, the Design of Experiments method was used, taking as variables 6 metallurgical parameters specific to the manufacture of the cylinders, namely the liquidus temperature, the final percentage of Silicon present in the alloy, and the inoculation with different amounts of FeB, SiCaMn and FeSi-La. To measure the improvement or worsening of the alloy's suitability, responses on material properties, such as hardness, impact and flexural strength, as well as microstructural parameters such as precipitate volume fraction or graphite morphology, were taken from the different experiments carried out. Those factors that generated an effect on the response values were obtained and the modifications they produced were analysed, explaining the relationships between the improvement of the properties and the behaviour of the cylinders in service.