Mejora de la resistencia al desgaste abrasivo y la tenacidad de impacto de las fundiciones blancas mediante la adición de elementos de aleación y tratamiento térmico para aplicaciones en la minería peruana

Desarrollar materiales de alta resistencia al desgaste abrasivo y tenacidad de impacto basados en aleaciones de fundición blanca con adición de elementos de aleación y aplicación de tratamiento térmico para aplicaciones en la minería peruana.

La minería genera potencial de desarrollo de actividades económicas para proveer diversos productos y servicios. Esto es significativo porque el país necesita el desarrollo de actividades de manufactura y tecnológicas, con la aplicación del conocimiento científico-tecnológico obtenido de la investigación y para lo cual las universidades desempeñan un rol importante. En la UNSA existe infraestructura y capital humano con experiencia en la producción y estudio de materiales de fundición ferrosa y no ferrosa, sin embargo, esta fortaleza no se ha traducido en la generación de productos y servicios tecnológicos avanzados para empresas e industrias. Se requiere consolidar las líneas de investigación, captando y formando nuevo recurso humano especializado y dedicado principalmente a la investigación, producción intelectual de artículos científicos, y principalmente innovar en materiales de interés para el sector minero, considerando que es un mercado tan atractivo e importante en lo económico para la región Arequipa y el país. Nos proponemos aportar en la solución de este problema mediante la realización de un proyecto para la mejorar la resistencia al desgaste abrasivo y tenacidad de impacto de aleaciones de fundición blanca con la adición de elementos aleantes, no solamente de cromo, el cual es invariable en la composición de este tipo de materiales, sino de otros elementos como el boro y nitrógeno, para la fabricación de diversos productos de aplicación en minería, en especial en los procesos de conminución de minerales, donde los aceros son los materiales mayormente empleados. Apuntamos a contribuir en la mejora de la competitividad industrial con materiales de atractivo ratio entre calidad y precio. La metodología que aplicaremos considera la obtención de las aleaciones mediante un horno de inducción de laboratorio y materia primas a partir de chatarra de acero seleccionada, grafito, y ferroaleaciones. Las composiciones químicas serán determinadas por espectrometría de emisión óptica. La aplicación de los tratamientos térmicos es esencial en este proyecto. Se tendrá soporte de software termodinámico a fin de obtener los diagramas de fases correspondientes y los diagramas de trasformación de enfriamiento continuo. A partir de ellos se determinarán las temperaturas, los tiempos y medios de enfriamiento. La idea es obtener una microestructura de matriz que preste adecuadas propiedades al material en cuanto a dureza y tenacidad. Las fases de martensita, bainita y de doble fase pueden ser obtenidas. Asimismo, es necesaria una adecuada precipitación de los carburos en cuanto a cantidad y morfología, ademas de la presencia de boruros que tienen una alta dureza y contribuir a la resistencia al desgaste abrasivo. Las microestructuras y propiedades de las muestras serán examinadas mediante una caracterización completa por microscopia óptica y electrónica, difracción de rayos X, ensayos de dureza y microdureza, ensayo de tenacidad de impacto y pruebas de desgaste en tribómetro pin-on-disc. El resultado esperado del proyecto es aportar una mejora competitiva en materiales basados en fundición blanca para aplicaciones en minería que demanden alta resistencia al desgaste y tenacidad, de acuerdo a los mecanismos desgaste predominantes en las condiciones de uso.

Fundiciones blancas, microestructura bifásica, tratamientos térmicos., UNSA.