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http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/handle/231104/8405| Título : | Efecto de la adición de niobio en las propiedades mecánicas y microestructurales de un hierro dúctil austemperizado. |
| Otros títulos : | Ciencias de los Materiales. |
| Autor : | Becerra Mayorga, César Yeshua |
| Palabras clave : | Hierro dúctil Austemperizado Niobio Austenita Tratamiento térmico Ciencias de los Materiales. |
| Fecha de publicación : | 23-jun-2026 |
| Editorial : | ICBI-BD-UAEH |
| Descripción : | La presente investigación evaluó el efecto de la adición de niobio (0, 0.1, 0.2 y 0.3% en peso) sobre la evolución microestructural y el comportamiento mecánico del hierro dúctil austemperizado (HDA), considerando tres temperaturas de austemperizado (250, 300 y 350 °C) y cuatro tiempos de mantenimiento isotérmico (15, 30, 60 y 90 minutos). El estudio integró caracterización microestructural mediante microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos X (DRX), así como evaluación de propiedades mecánicas y tribológicas mediante ensayos de dureza, tensión, impacto y desgaste. En condición de colada, la adición de niobio promovió un incremento en la fracción perlítica (25.44% en 0% Nb a 73.31% en 0.35 Nb) y en el contenido de carburos (0.53% para 0% Nb a 2.48% en 0.3% Nb), acompañado de una reducción en la nodularidad (87.23% a 81.9%) y el conteo nodular (de 256.1 a 156.4 nod/mm2), aunque con aumento en el tamaño promedio de los nódulos de grafito (21.72 a 23.23 µm), evidenciando su influencia sobre la solidificación y la nucleación de carburos. Durante el austemperizado, el niobio aceleró la formación de ausferrita y la estabilización de austenita retenida con alto contenido de carbono, alcanzando una fracción máxima de 43.62% a 300 °C y 30 minutos en la aleación con 0.3% Nb. Los resultados de DRX confirmaron que la fracción de austenita retenida dependió tanto de la temperatura como del tiempo de austemperizado, mostrando valores mayores a 300 y 350 °C, mientras que a 250 °C predominó una microestructura ausferrítica más fina con menos contenido de esta fase. Los ensayos de tensión mostraron que la microestructura refinada obtenida a 250° C proporcionó los mayores niveles de resistencia mecánica, alcanzado con 0.3 % Nb una resistencia última a la tensión de 1353 MPa y un límite elástico de 1090 MPa. En contraste, los tratamientos a 300 y 350 °C favorecieron un comportamiento más dúctil asociado a una mayor estabilidad de la austenita retenida. Se observó una correlación inversa entre la fracción de austenita retenida y la dureza, mientras que la energía de impacto alcanzó valores máximos en condiciones de mayor estabilidad de esta fase, particularmente a 30 minutos de austemperizado en las aleaciones con niobio. Desde el punto de vista tribológico, el menor volumen de desgaste se registró en las muestras austemperizadas a 250 °C, debido a la mayor dureza y menor fracción de austenita retenida. No obstante, la aleación con 0.3% Nb presentó la mejor resistencia al desgaste como consecuencia de su mayor contenido de carburos. En conjunto, los resultados demuestran que el comportamiento del HDA aleado con niobio está gobernado por la interacción entre el refinamiento ausferrítico, el endurecimiento por precipitación de NbC, la estabilización de la austenita retenida y la transformación inducida por deformación. La optimización simultánea del contenido de Nb, la temperatura y el tiempo de austemperizado permite modular la sinergia resistencia–tenacidad–desgaste, estableciendo que los tratamientos a 250 °C son idóneos para aplicaciones de alta resistencia y desgaste, mientras que 300 y 350 °C favorecen el desempeño bajo impacto. Estos hallazgos aportan bases científicas y tecnológicas para el diseño de hierros dúctiles austemperizados de alto desempeño destinados a componentes estructurales y tribológicos en sectores automotriz, minero y de maquinaria pesada. |
| Documento del Gobiberno : | DRC MATERI .17274 2026 |
| URI : | http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/handle/231104/8405 |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Doctorado |
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