Fundición y control de aleaciones (prevención de la corrosión intergranular)
Control estricto de la composición química: El acero inoxidable austenítico es muy sensible al contenido de cromo (Cr) y níquel (Ni). Durante el proceso de fundición, el cromo tiende a quemarse debido a las altas temperaturas, lo que requiere un ajuste preciso antes del vertido.
Control del contenido de silicio: Un aumento moderado del contenido de silicio puede mejorar la fluidez del acero fundido, lo cual es crucial para impulsores con formas complejas. Sin embargo, niveles excesivos pueden provocar fragilidad en caliente.
Desoxidación y refinamiento: El acero inoxidable austenítico es muy propenso a la absorción de gases, por lo que es esencial asegurarse de que el revestimiento del horno esté seco y utilizar agentes refinadores de alta calidad para evitar la formación de poros de gas con forma de panal en el interior de las piezas fundidas.
2. Desafíos especiales en los procesos de fundición
La contracción lineal es significativa: la tasa de contracción lineal del acero austenítico (aproximadamente 2,0 % ~ 2,5 %) es mucho mayor que la del acero al carbono general.
Consecuencias: Si no se deja suficiente margen de contracción, las dimensiones de la pieza fundida inevitablemente superarán la tolerancia; y es muy probable que se produzcan grietas durante el proceso de enfriamiento.
Contramedida: Durante la fabricación del modelo, se debe aumentar el coeficiente de contracción. Además, se deben añadir nervaduras de proceso en las esquinas de la pieza fundida y retirarlas después del desmoldeo para evitar grietas.
Baja fluidez (dificultad para llenar): El acero inoxidable austenítico tiene una viscosidad alta y una fluidez inferior en comparación con el acero al carbono.
Contramedida:
Aumentar la temperatura de vertido: normalmente entre 20 y 50 °C más alta que la del acero al carbono.
La velocidad de vertido debe ser rápida: adhiérase al principio de vertido rápido para evitar paradas en frío a mitad del proceso.
Sistema de extracción de aire fino: El molde de arena debe tener buena permeabilidad. Se recomienda utilizar arena con resina y evitar la arena arcillosa común, ya que el acero austenítico es muy propenso a la formación de poros en arena húmeda.
3. Tratamiento térmico (el "sould" de las fundiciones austeníticas)
Las piezas fundidas austeníticas deben someterse a un tratamiento térmico de solución después de la fundición y no pueden utilizarse directamente.
Tratamiento de solución (1050 °C - 1150 °C):
Objetivo: Eliminar las tensiones de fundición, asegurar una distribución uniforme de los elementos de aleación y, lo que es más importante, disolver los carburos mediante la disolución sólida del carbono en la matriz de austenita, logrando así una resistencia a la corrosión y unas propiedades mecánicas óptimas.
Enfriamiento: Es fundamental un enfriamiento rápido con agua. Si la velocidad de enfriamiento es demasiado lenta, pueden precipitarse carburos, lo que provoca que el acero inoxidable pierda su resistencia a la corrosión e incluso que se produzca una corrosión intergranular severa.
4. Puntos comunes de "crash"
Adherencia y rugosidad de la arena: El acero austenítico fundido presenta una fuerte erosión química en moldes de arena a altas temperaturas.
Solución: El recubrimiento debe ser de polvo de circonio de alta calidad o a base de magnesia. Los recubrimientos de polvo de cuarzo comunes tienden a adherirse a la superficie debido a la reacción "fayalite" que se produce al fundir acero inoxidable, lo que imposibilita una limpieza eficaz.
Agrietamiento en caliente: El acero austenítico presenta una resistencia extremadamente baja y una contracción severa durante la etapa final de la solidificación.
Sugerencia: En el diseño de moldes de arena, es esencial controlar la "elongabilidad" de la arena (hacer que el molde de arena sea más blando) para evitar que la pieza fundida quede "bloqueada" por el molde de arena durante la contracción, lo que podría provocar grietas.