Los carburos κ son una clase especial de estructuras de carburo . Son más conocidos por aparecer en aceros que contienen manganeso y aluminio donde tienen la fórmula molecular (Fe,Mn)
3AlC . [1]
Los carburos κ cristalizan en el tipo de estructura perovskita con el grupo espacial Pm 3 m (Nr. 221). [2] Esta estructura fue, entre otras cosas, dilucidada con mediciones XRD en aleaciones de acero que contienen precipitados de carburo κ pero también en monocristales de carburos κ de manganeso con una fórmula molecular de Mn 3,1 Al 0,9 C y un parámetro de red de un =3.87Å . [3] En las aleaciones de acero donde son posibles diversas disposiciones de los átomos, un efecto considerable de la ordenación de corto alcance, por ejemplo, de hierro y manganeso en las propiedades microscópicas de la aleación , se ha observado. [4] Esto es especialmente importante para el papel como trampas de hidrógeno en los aceros . [5]
Un primer vistazo a la composición de una aleación de acero se logra analizando su superficie con la técnica EDX . [3]
Dependiendo del contenido de los elementos de aleación del acero , se pueden formar diferentes tipos de carburos κ. Se encuentran tanto en aceros ferríticos (α-Fe) como austeníticos (γ-Fe). [1] Los elementos de aleación típicos son el hierro , el manganeso , el aluminio , el carbono y el silicio . [2] [6]
Las mediciones de SQUID en Mn 3,1 Al 0,9 C policristalino revelaron un comportamiento ferromagnético suave de este carburo κ con una temperatura de Curie de 295±13 K, un momento magnético remanente de 3,22 μ B y un campo coercitivo de 1,9 mT. [3] Las simulaciones DFT confirmaron estos hallazgos e indicaron que otros carburos κ se comportan de manera similar. [7]
Los carburos κ se encuentran típicamente como precipitados en aceros de alto rendimiento. [8] Un ejemplo común es el acero TRIPLEX con la composición genérica Fe x Mn y Al z C que contiene 18-28 % de manganeso , 9-12 % de aluminio y 0,7-1,2 % de carbono (en % en masa). [9] Es un acero de alta resistencia y baja densidad que consta de una solución sólida austenítica γ– Fe(Mn,Al,C) , carburos κ de tamaño nanométrico (Fe,Mn)
3AlC
1xy ferrita α– Fe(Al,Mn) . [9] Otros aceros similares son conocidos por su alta ductilidad . [4] Los carburos κ generalmente se forman a partir de áreas enriquecidas en carbono a través de la descomposición espinodal y son determinantes clave de las propiedades de estos aceros. [10] La baja densidad se obtiene, por ejemplo, después de un proceso posterior de laminación en caliente . [1] Al enfriarse, se forman diferentes dominios de austenita y ferrita y se forman carburos κ en los límites de estos dominios. [11] Continuar con el proceso de enfriamiento conduce a una transición de fase de austenita a ferrita y los carburos κ se liberan como resultado de una transformación eutectoide en forma de precipitado . [11]