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H2020

PlaSSteel — Resultado resumido

Project ID: 774285
País: Bulgaria
Dominio: Tecnologías industriales

Acero inoxidable resistente

Investigadores financiados con fondos europeos desarrollaron un nuevo proceso para el endurecimiento superficial del acero inoxidable que garantiza una alta dureza con propiedades extraordinarias de resistencia a la corrosión y a la fatiga.
Acero inoxidable resistente
El acero inoxidable es el material preferido en varias industrias en las que la resistencia a la corrosión es de suma importancia, por ejemplo, en piezas expuestas a entornos hostiles. Sin embargo, esta propiedad altamente favorable no siempre va de la mano de la alta dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga.

La mayoría de los métodos de tratamiento térmico no se pueden aplicar fácilmente a los aceros inoxidables para mejorar sus propiedades. En particular, el endurecimiento superficial del acero inoxidable mediante nitruración y nitrocarburación en el rango convencional de temperatura de 500 a 1 000 °C es muy perjudicial para sus propiedades corrosivas. Una posible solución es aplicar procesos que permitan el endurecimiento superficial a baja temperatura del acero inoxidable.

El proyecto PLASSTEEL, financiado con fondos europeos, ha desarrollado un proceso avanzado para el endurecimiento superficial a baja temperatura del acero inoxidable que permite la adaptación precisa de las propiedades del material. El nuevo proceso de tratamiento térmico se puede aplicar a todos los grados ferríticos, martensíticos, austeníticos y dúplex, impartiendo al material niveles inigualables de resistencia al desgaste, la fatiga y la corrosión.

Aumento de la dureza a bajas temperaturas

Basándose en más de cuarenta años de experiencia, IONITECH LTD ha desarrollado un horno de nitruración/nitrocarburación por plasma, con el que ha logrado una uniformidad de temperatura excelente en toda la zona de trabajo. «El novedoso horno de nitruración por plasma también elimina la posibilidad del efecto “cátodo hueco”. Este sobrecalentamiento local podría provocar temperaturas superiores a las necesarias para el proceso de PLASSTEEL, lo que a su vez provocaría precipitaciones de carburo de cromo y nitruro de cromo en los bordes de los granos del acero. Estas zonas tendrán mayor dureza superficial, pero también serán susceptibles a la corrosión intergranular», señala el especialista en investigación y desarrollo Alexander Varhoshkov.

El proceso de PLASSTEEL se basa en la tecnología de plasma y consta de un proceso de solución de nitruración y nitrocarburación a temperaturas inferiores a 500 °C que enriquece la capa superficial de una pieza de trabajo con nitrógeno y carbono. El gas carbónico añadido en la nitrocarburación puede ser metano, propano o gas natural y su contenido varía entre el 2 % y el 10 % en la mezcla gaseosa. La fase de tratamiento puede durar desde varios minutos hasta veinte horas, según el material de la pieza y los requisitos relativos a la profundidad de la capa.

A lo largo del proyecto se procesaron y probaron varios tipos de aceros inoxidables. Dependiendo del porcentaje de los elementos de aleación de estos aceros, así como de otras propiedades, los resultados varían ligeramente. «Algunos de los elementos de aleación hacen que la difusión de los átomos de carbono sea más dura y lenta, lo que provoca pequeñas diferencias en la capa de difusión y en la dureza de la superficie. Sin embargo, en cualquier caso, el objetivo era mejorar las propiedades de desgaste de todos los tipos de acero inoxidable, al mismo tiempo que se conservaban sus propiedades anticorrosivas», dice el doctor Varhoshkov.

Un proceso tan verdadero como el acero

La mayoría de las técnicas de endurecimiento superficial disminuyen la resistencia original a la corrosión de los aceros inoxidables. El nuevo proceso avanzado de IONITECH y el horno de nitruración por plasma demuestran que esto ya no es la norma. «Este inconveniente es superado con éxito por este excelente horno de nitruración por plasma que proporciona un control preciso sobre las propiedades del material», continúa el doctor Varhoshkov.

Trabajar a bajas temperaturas proporcionó un remedio para disolver el nitrógeno o el carbono en el acero inoxidable sin la formación de nitruros de cromo o carburos. Los socios del proyecto lograron no solo aumentar por cuatro la dureza superficial de las piezas, sino también mejorar el desgaste adhesivo y abrasivo, así como las propiedades tribológicas del metal.

Además de aumentar la competitividad de la industria del acero inoxidable de la Unión Europea, los resultados del proyecto también mejorarán el perfil de calidad y seguridad de sus productos a base de acero inoxidable.

Palabras clave

PLASSTEEL, acero inoxidable, endurecimiento superficial, resistencia a la corrosión, nitrocarburación, IONITECH
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