Estudio del desgaste de aceros rápidos pulvimetalúrgicos M3/2 reforzados con carburo de niobio mediante el ensayo pin-on-disk

Abstract

[ES] En este trabajo se han preparado materiales compuestos de acero rápido M3/2 reforzado con un 5, un 10 y un 15 % en volumen de carburos de niobio con el objeto de mejorar sus propiedades mecánicas y resistencia al desgaste. La fabricación de los distintos materiales compuestos se realizó mediante molienda mecánica de polvo de acero rápido y carburo en un molino de alta energía, y compactación isostática en caliente. El comportamiento al desgaste se determinó a través de ensayos pin-on-disk. El material de partida presenta una microestructura con un tamaño de grano de pocas mieras y pequeños carburos MC y MéC homogéneamente dispersos en su interior. En el caso de los materiales reforzados, las partículas reforzantes de carburo se sitúan mayoritarlamente sobre la superficie de las partículas originales de polvo de acero. El comportamiento al desgaste se evaluó a partir del coeficiente de fricción y de desgaste y de la pérdida de volumen eliminado en el ensayo. La incorporación de carburo de niobio mejora las propiedades al desgaste del acero rápido, tanto en el estado martensítico como de revenido, produciéndose una disminución del volumen de material eliminado y del coeficiente de desgaste a medida que se incrementa la fracción de volumen de partículas de NbC.

[EN] In this work, composite materials M3/2 high-speed steel reinforced with 5,10 and 15 %, in volume, of niobium carbide have been obtained to improve the wear behaviour. The materials were prepared by powder metallurgy using steel and carbide powders that were mechanically ball milled in a planetary mill, and then hot isostatically pressed. The wear behaviour was determined by pin-on-disk tests. The materials present a microstructure consisting of grains with a few microns in size and fine MC and M^C particles homogeneously dispersed in its interior. In the case of reinforced materials, reinforcing carbides particles are placed mainly at the surface of the prior steel powder particle boundaries. The wear behaviour was evaluated from friction and wear coefficients, and also from weight loss. The addition of niobium carbide improves the wear properties of the tool steel in both martensitic and tempered conditions. A decrease of the weight loss and the wear coefficient is observed with increasing volume fraction of NbC.