Improvement of abrasive wear resistance of the high chromium cast iron ASTM A-532 through thermal treatment cycles Translated title: Melhoramento da resistência ao desgaste abrasivo da fundição ao alto cromo ASTM A-532 através de ciclos de tratamento Translated title: Mejoramiento de la resistencia al desgaste abrasivo de la fundición al alto cromo ASTM A-532 a través de ciclos de tratamiento térmico

Abstract

High-Chromium White Cast Iron is a material highly used in mining and drilling shafts for oil extraction, due to its high wear resistance. However, because of the austenitic matrix found in the as-cast state, an adequate heat treatment cycle is necessary. This paper studies the effects of different cooling media after a destabilization treatment on the microstructure, hardening and abrasion resistance behaviors of a hypoeutectic high chromium white cast iron. The results show that although air cooling followed by immersion in CO2 can effectively reduce the retained austenite, this is not enough to transform completely the retained austenite into martensite. The low retained austenite percentages improve bulk hardness, but they decrease the abrasion resistance of the high chromium cast iron. The best combination of hardness and wear resistance was found in the samples cooled in air, due to the percentage of retained austenite and a moderate precipitation of chromium carbide.

Translated abstract

As fundições brancas de ferro ao alto cromo são muito usadas na mineração e na perfuração de poços petroleiros, devido a sua alta resistência ao desgaste; porém, devido a que no estado de lingotamento sua microestrutura é austenítica, é necessário submetê-las a um adequado ciclo de tratamento térmico. Este trabalho estuda os efeitos dos diferentes meios de resfriamento depois de um tratamento de desestabilização da microestrutura e, consequentemente, o efeito do grau de endurecimento sobre o comportamento à abrasão de uma fundição branca ao alto cromo hipoeutética. Os resultados mostraram que apesar de que o resfriamento ao ar, seguido por imersão em CO2, pode reduzir eficazmente a austenita retida, isto não é suficiente para transformá-la completamente em martensita. A baixa porcentagem de austenita retida incrementa a dureza do material, mas diminui a resistência à abrasão das fundições ao alto cromo. A melhor combinação de dureza e resistência ao desgaste encontrou-se nas amostras resfriadas ao ar, devido à porcentagem de austenita retida e a uma moderada precipitação de carbonetos de cromo.

Translated abstract

Las fundiciones blancas de hierro al alto cromo son muy usadas en la minería y en la perforación de pozos petroleros, debido a su alta resistencia al desgaste; sin embargo, debido a que en el estado de colada su microestructura es austenítica, es necesario someterlas a un adecuado ciclo de tratamiento térmico. Este trabajo estudia los efectos de los diferentes medios de enfriamiento después de un tratamiento de desestabilización de la microestructura y, por ende, el efecto del grado de endurecimiento sobre el comportamiento a la abrasión de una fundición blanca al alto cromo hipoeutéctica. Los resultados muestran que a pesar de que el enfriamiento al aire, seguido por inmersión en CO2, puede reducir eficazmente la austenita retenida, esto no es suficiente para transformarla completamente en martensita. El bajo porcentaje de austenita retenida incrementa la dureza del material, pero disminuye la resistencia a la abrasión de las fundiciones al alto cromo. La mejor combinación de dureza y resistencia al desgaste se encontró en las muestras enfriadas al aire, debido al porcentaje de austenita retenida y a una moderada precipitación de carburos de cromo.