Microestructura y propiedades de rodillos de fundición de hierro de enfriamiento indefinido con alto contenido de níquel y cromo

2025-08-15

Introducción

Alto contenido de níquel y cromoRodillos de hierro fundido de enfriamiento indefinido Son componentes críticos en los laminadores modernos, que ofrecen una resistencia al desgaste, estabilidad térmica y resistencia a la fatiga excepcionales. Su microestructura única, que comprende Bainita, austenita retenida y carburos duros—se logra mediante el diseño especializado de aleaciones y la solidificación controlada. Este artículo explora la Características metalúrgicas, mecanismos de transformación de fases y rendimiento industrial. de estos rollos avanzados.

indefinite chill cast iron rolls

1. Solidificación y formación de microestructura

Durante el casting (a través de métodos de vertido compuesto, vertido de fondo o centrifugación), el hierro fundido de alta aleación se solidifica rápidamente bajo el efecto de enfriamiento del molde, lo que da como resultado:

Cristales columnares dominantes:Crecimiento alineado perpendicular a la dirección de enfriamiento.

Precipitación direccional de grafito/carburo:Distribuido a lo largo de regiones interdendríticas (ver Figura 1-50).

Elementos de aleación clave y sus funciones

Elemento

Función

Níquel (4,0–4,5%)

Estabiliza la austenita; mejora la tenacidad.

Cromo (1,6–1,85%)

Promueve la formación de carburo; mejora la dureza.

Molibdeno/Manganeso

Retrasa la transformación de la perlita; refina la bainita


2. Mecanismo de transformación de fase

El alto contenido de Ni/Cr altera significativamente la Temperatura Bs (inicio de bainita) (calculado como 338–441 °C por fórmula empírica):

Estabilidad de la austenita: Suprime la formación de perlita, favoreciendo bainita/martensita durante el enfriamiento continuo.

Austenita retenida (13-15%):Permanece debido a una disipación de calor insuficiente durante el cambio de fase.

Efectos del tratamiento térmico

Templado:Convierte la bainita/martensita recién fundida en:

Bainita templada (Dureza mejorada; Figura 1-51)

Sorbita templada (Resistencia-ductilidad equilibrada; Figura 1-52)

3. Distribución de grafito y carburo

Grafito libre (2–5%):Aparece como vermicular (similar a un gusano) o morfologías de copos cortos (Figuras 1-53/1-54), concentrados en los límites de los cristales columnares.

Carburos (25–30%):Primariamente Tipo M₇C₃, proporcionando resistencia al desgaste.

4. Materiales del núcleo y del mástil

Dependiendo de los requisitos de la aplicación:

Cuellos vueltos:Alta ductilidad hierro gris para la absorción de impactos.

Núcleos de rollo:Alta resistencia hierro dúctil (grafito nodular) para soportar tensiones de flexión.

5. Ventajas industriales

Vida útil prolongada:3–5 veces más largo que los rollos convencionales.
Resistencia al agrietamiento térmico:Estable bajo calentamiento/enfriamiento cíclico.
Microestructura personalizable:Fabricado a medida mediante aleación y tratamiento térmico.

Conclusión

El alto contenido de níquel y cromoRodillos de hierro fundido de enfriamiento indefinido lograr un rendimiento óptimo a través de Transformación bainítica controlada, dispersión de carburo y morfología del grafitoSu adaptabilidad a condiciones severas de rodadura los hace indispensables para trenes de laminación en caliente/de bandas, laminado de perfiles y producción de alambre de alta velocidad.