Mejora de la resistencia al desgaste abrasivo de una fundición blanca alto cromo ASTM A532 Clase II-B.

Abstract

La industria minera ha tenido un fuerte y marcado desarrollo en Chile en los últimos años, alcanzando hoy 14,1 puntos del PIB nacional. Este avance ha impulsado la búsqueda de materiales con una vida útil prolongada y la reducción de residuos durante su producción, con el objetivo de mantener la sostenibilidad de esta industria en el tiempo. En este contexto, la empresa Neptuno Pumps se destaca por fabricar insumos para el sector minero con un sólido enfoque en la economía circular. Neptuno elabora revestimientos para chutes de transferencia de mineral en fundición blanca alto cromo, los cuales están sujetos a desgaste abrasivo que es el principal mecanismo de daño en el rubro minero. Por lo tanto, para disminuir los efectos negativos y mejorar la resistencia ante este fenómeno, se elaboró un estudio de investigación y desarrollo. Mediante una revisión exhaustiva en la literatura, se estudió el efecto de los elementos aleantes y del tratamiento térmico. Se propuso como una variable elevar el tratamiento térmico de desestabilización a 1000°C y 2 horas de permanencia para obtener una microestructura homogénea, una correcta taza de precipitación de carburos secundarios y una mejora al desgaste abrasivo de los revestimientos. Como otra variable adicional, se propuso la adición de molibdeno desde 1% hasta un 2% en la composición química, para elevar la dureza, refinar la microestructura y mejorar la resistencia al desgaste abrasivo de los revestimientos. Se fabricaron 3 muestras bajo los estándares de manufactura de Neptuno, a las cuales se les aplicó los cambios en la composición química y el tratamiento térmico. Luego para observar y comparar cómo estas variables influyeron en la microestructura obtenida, la dureza y en el comportamiento frente al desgaste abrasivo, se caracterizó la microestructura mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos x. La caracterización mecánica fue a través de ensayos de macro y micro dureza. Finalmente, el comportamiento frente al desgaste abrasivo se detalló con el ensayo abrasivo de la rueda de goma RWAT. Los resultados obtenidos nos indican que con el tratamiento térmico propuesto se logró homogeneizar la microestructura en toda la coraza y elevar la cantidad de carburos secundarios distribuidos de manera correcta en la matriz, además, presentó una mejora considerable en la resistencia al desgaste abrasivo de 17.88% respecto de la aleación original de Neptuno. Con respecto al molibdeno como variable adicional, este refino la microestructura y elevó la dureza de la coraza, sin embargo, no obtuvo mejoras relevantes frente al desgaste abrasivo.