Paper: “Sistema SiO₂ - Al₂O₃. Una herramienta para la elección de un material refractario”

En este trabajo se ve muy bien cómo la Ingeniería de Materiales entra en juego cuando hay que elegir un refractario para una parte crítica de un horno. Se estudian dos ladrillos de mullita, A y B, destinados a la bóveda de un horno de vidrio, y a partir de ensayos de composición química, porosidad, densidad, DRX y microscopía se demuestra que, aunque ambos se presenten como “mullita”, el comportamiento que pueden tener en servicio es bastante distinto.

El informe conecta de forma clara los resultados con el diagrama de fases SiO₂ - Al₂O₃. El ladrillo A, con mayor contenido de Al₂O₃, menos impurezas y menor porosidad, se ubica en una región mullita–corindón, donde la primera fase líquida aparece a temperaturas altas, cercanas a las de fusión de la mullita. El ladrillo B, en cambio, tiene zonas empobrecidas en alúmina y presencia de álcalis (en especial K₂O), que lo llevan a una zona del diagrama donde la formación de líquido ocurre a temperaturas mucho menores. En la práctica, el primero se comporta como un material compacto y con buen margen de seguridad térmica, mientras que el segundo es más poroso, más heterogéneo y con una refractariedad más comprometida.

Llama la atención que diferencias que a simple vista podrían parecer menores, como unas décimas de un óxido alcalino, terminen teniendo un impacto tan grande en la temperatura de aparición de fase líquida y, por lo tanto, en la confiabilidad del revestimiento. Esto hace pensar en qué medida, en la industria, se controlan siempre estas impurezas con el mismo nivel de detalle o si muchas veces se decide solo en base a la familia de materiales.

En función de todo lo que muestra el paper, considero que el ladrillo A es claramente la opción más adecuada para la bóveda del horno, mientras que el ladrillo B introduce un riesgo mayor de deformación y falla prematura. Por otro lado, me queda la idea de que detrás del rótulo “mullita” puede haber materiales con comportamientos muy distintos y que no alcanza con mirar solo el nombre comercial.

Paper: “Estudio de conos de aceros de alto manganeso sometidos a desgaste por impacto”

En este artículo se analiza el comportamiento de conos de trituración primaria fabricados con aceros al manganeso de dos proveedores distintos. El estudio se centra específicamente en un cono provisto por la Empresa A (Cono 1) y otro por la Empresa B (Cono 2), representativos de cada proveedor. Ambos se utilizan en las mismas condiciones de trituración, pero el Cono 2 tiene una vida útil mucho menor.

Desde el punto de vista químico, los dos aceros cumplen con la norma ASTM A128, pero el Cono 1 presenta más carbono y manganeso y menos cromo que el Cono 2. Lo más importante aparece en la parte metalográfica: el Cono 1 muestra una microestructura mayormente austenítica, con pocos carburos y éstos distribuidos principalmente dentro del grano. El Cono 2 también es austenítico, pero contiene gran cantidad de carburos, muchos de ellos ubicados en borde de grano, y además presenta zonas magnéticas, lo que indica transformaciones de fase no deseadas. Esta combinación favorece desgaste acelerado, decohesión intergranular y posible iniciación de fisuras.

Además, el trabajo no se queda solo en el diagnóstico, sino que somete una muestra del Cono 2 a un tratamiento de hipertemple a 1050 °C con enfriamiento rápido. Después de ese tratamiento se observa una disminución importante de los carburos precipitados, lo que confirma que el acero original no había recibido un hipertemple correcto, probablemente no aplicado a núcleo. En cambio, la poca cantidad de carburos en el Cono 1 sugiere que allí sí se realizó un tratamiento de disolución adecuado. De este modo, la diferencia de durabilidad entre Cono 1 y Cono 2 se entiende como consecuencia directa del tratamiento térmico y de la microestructura obtenida, más que de la composición nominal de los conos. 

En conjunto, el paper muestra muy bien que dos piezas que se venden como “acero al manganeso para alto desgaste” pueden comportarse de manera totalmente distinta si el proceso térmico no está bien definido o controlado. También deja planteada la necesidad de incorporar controles adicionales (dureza, verificación de magnetismo, cortes metalográficos en piezas testigo) antes de poner estos componentes a trabajar en condiciones severas de impacto y abrasión. Por otro lado, me deja claro que para este tipo de aceros, la especificación tiene que incluir el tratamiento térmico y algún control microestructural si se quiere evitar problemas en servicio.