ENDURECIMIENTO

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES
UNIDAD III
RECOCIDO Y TRABAJO EN CALIENTE
PROFESOR:
ING. LUIS ARTURO LOVERA
SEPTIEMBRE, 2015

2. INTRODUCCIÓN
En este capítulo se analizarán dos temas principales:
El trabajo en caliente, mediante el cual una aleación es deformada a
altas temperaturas sin endurecerse; y el recocido, durante el cual los
efectos del endurecimiento causados por el trabajo en frío son
eliminados o modificados mediante un tratamiento térmico.
El endurecimiento que se obtiene mediante el trabajo en frío, que se
genera al incrementar el número de dislocaciones, se conoce como
endurecimiento por deformación o endurecimiento por trabajo
mecánico. Al controlar estos procesos de deformación y de tratamiento
térmico, se puede darle al material una forma utilizable, y aún mejorar y
controlar propiedades en materiales como metales y aleaciones.

3. RECOCIDO
Es un tratamiento térmico de cuya finalidad es el ablandamiento, la
recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas
generalmente en metales.
El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada
temperatura para después dejar que se enfríe lentamente,
habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior
para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso
finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente.
Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se
pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra
forma, no se podría conseguir.

4. RECOCIDO
OBJETIVO DEL RECOCIDO
• Eliminar las tensiones internas producidas por tratamientos como el
templado.
• Aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material.
• Ablandar las piezas para facilitar su mecanizado o para conseguir
ciertas especificaciones mecánicas.
• Disminuir el tamaño del grano.
• Producir una microestructura deseada controlando la velocidad a la
que se enfría el metal.

5. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO
Las etapas del recocido, cuando se calienta el material ocurren dos
procesos que disminuyen la energía interna almacenada, las cual son:
• Recuperación.
• Recristalización.
Además de los procesos antes mencionados y dependiendo del tiempo
y de la temperatura a la que se caliente el material, puede presentarse
un tercer proceso denominado crecimiento de grano, éste ocurre
cuando se continúa el recocido luego de completarse la recristalización

6. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
• Recuperación.
La recuperación es la primera etapa del proceso de recocido. Por una
parte, con mayor temperatura se produce el alivio de esfuerzos internos
causados por el trabajo en frío, (tensiones residuales), y por otra parte,
se producen cambios microestructurales que se detallan más adelante.
La recuperación comprende una serie de fenómenos que ocurren a
temperaturas más bien bajas, con respecto a la temperatura de fusión
del material, entre los que se pueden destacar:
• Aniquilación de defectos puntuales
• Poligonización.
• Caída de la resistividad eléctrica (R)

7. RECOCIDO
• Aniquilación de defectos puntuales: consiste en la difusión,
mediante la adición de calor, de las vacancias hacia las dislocaciones y
bordes de granos, así se logra disminuir su cantidad hasta el número
de equilibrio a la temperatura correspondiente.
• Poligonización: consiste en la readecuación de un cristal flexionado
para la cual éste se descompone en cierto número de pequeños
segmentos cristalinos con leves diferencia de orientación
íntimamente ligados, logrando que las dislocaciones se redispongan
en una configuración de menor energía, formando subgranos y
bordes de grano de ángulo pequeño.
• Caída de la resistividad eléctrica (R): se ve afectada por las vacancias,
cuyo campo de deformaciones interfiere con el flujo de los
electrones; al disminuir el número de vacancias disminuye, también,
R.

8. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
• Recristalización.
La recuperación es un proceso de recocido que se aplica a metales
trabajados en frío para obtener la nucleación y el crecimiento de nuevos
granos sin cambio de fase. Este tratamiento térmico elimina los
resultados de la deformación de las piezas de plástico altamente
perfiladas conformadas en frío. El recocido es eficaz cuando se aplica a
aceros endurecidos o trabajados en frío, en los que la estructura se
recristaliza para formar nuevos granos de ferrita.
La temperatura de recristalización corresponde a la temperatura
aproximada a la que un material altamente trabajado en frío se
recristaliza por completo en función a unidades de tiempo.

9. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
• Recristalización.

10. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
• Crecimiento de granos o nucleación de nuevos granos.
La recristalización es un proceso que se desarrolla por nucleación y
crecimiento. Los sitios preferenciales de nucleación de los nuevos
granos son las regiones más deformadas, como: bordes de grano, planos
de deslizamiento e incluso, en materiales no metálicos.
Si el núcleo se forma rápidamente y crece con lentitud, se formarán
muchos cristales antes de que se complete el proceso de
recristalización, es decir, el tamaño final del grano será pequeño. En
cambio, si la velocidad de nucleación es pequeña comparada con la
velocidad de crecimiento el tamaño de grano será grande.

11. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
En un metal completamente recristalizado, la fuerza impulsora para el
crecimiento de los granos corresponde a la energía de superficie de
bordes de estos. El crecimiento de los nuevos granos se produce por
movimiento de la interfase grano recristalizado-grano deformado.
El objetivo principal de la recristalización es ablandar el material y
restaurarle su ductilidad. Adicionalmente se puede también controlar el
tamaño del grano.
La presencia de impurezas o de elementos de aleación disminuyen la
velocidad de recristalización. Estas impurezas tienden a segregarse junto
a los bordes de granos, formando atmósferas que los sujetan,
dificultando su movimiento y retardando así la recristalización.

12. RECOCIDO
ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.)
Cuanto mayor sea la cantidad y más fina la distribución de impurezas
insolubles, más fino será el tamaño final de grano, lo que se explica con
el hecho de que no solo aumentan la nucleación, sino también actúan
como barreras al crecimiento de los granos.

13. RECOCIDO
Figura 01. Gráfica de recristalización (Temperatura en función al tiempo)
La temperatura de recristalización disminuye al aumentar el % de
trabajo en frío previo, esto debido a la mayor energía almacenada por la
notable distorsión sufrida por el material, en suma, hay más fuerza
impulsora para la recristalización.

14. RECOCIDO
Figura 02.
La figura 02 muestra que el tamaño del grano justo al término del
proceso de recristalización, es menor si el % de trabajo en frío previo
aumenta, dado que los puntos favorables para la nucleación también
aumentan, permitiendo abundante formación de nuevos núcleos, y
limitando por tanto su tamaño final.

15. RECOCIDO
Tabla 01. Temperaturas típicas de recristalización para metales
seleccionados

16. RECOCIDO
Tipos de Recocido.
• Recocido de eliminación de tensiones: Por medio de la deformación
en frío se presentan tensiones en el material. Dichas tensiones
pueden provocar deformaciones en las piezas, pero pueden
eliminarse mediante un recocido calentando el metal entre 550 y
650ºC y manteniendo la temperatura durante 30-120 minutos.
Después se refrigera de forma lenta.
• Recocido de ablandamiento: Los materiales templados o ricos en
carbono (sobre 0,9%) son difíciles de trabajar mediante arranque de
viruta (torneado, fresado, etc) o mediante deformación en frío. Para
ablandar el material puede hacerse un recocido. Se calienta la pieza
entre 650 y 750ºC tras lo cual se mantiene la temperatura durante 3-
4 horas antes de disminuir lentamente su temperatura. Es habitual
mantener una subida y bajada alternativa de la temperatura en torno
a los 723ºC.

17. RECOCIDO
Tipos de Recocido.
• Recocido Normal: Mediante el recocido normal se afina el grano de
la estructura y se compensan las irregularidades de las piezas
producidas por deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales
como doblado, fundición, soldadura, etc. El procedimiento consiste
en calentar a temperaturas entre 750 y 980ºC, conforme al contenido
de carbono del material, tras lo que se mantiene la temperatura para
después dejar enfriar lentamente al aire.
Gráfica 03. Recocido Normal

18. TRABAJO EN CALIENTE
El trabajo en caliente se define como la deformación plástica del metal a
una temperatura superior a la temperatura de recristalización. Durante
el trabajo en caliente, el metal se está cristalizando continuamente.
Durante la deformación en trabajo en caliente no hay endurecimiento;
en consecuencia, la deformación plástica es ilimitada. Una placa muy
gruesa puede ser reducida a una hoja delgada en una serie continua de
operaciones.
Los primeros pasos en el proceso se realizan a temperaturas muy por
encima de la temperatura de recristalización, para aprovechar la menor
resistencia del metal. El último paso se efectúa justo por encima de la
temperatura de recristalización, con una deformación porcentual
grande, a fin de producir el tamaño de grano más fino posible.

19. TRABAJO EN CALIENTE
El trabajo en caliente es adecuado para el conformado de piezas
grandes, ya que a temperaturas elevadas el metal tiene un límite
elástico bajo y alta ductilidad. Además a las temperaturas del trabajo en
caliente los metales hexagonales compactos como el magnesio tienen
un mayor número de sistemas de deslizamientos activos; su más alta
ductilidad permite una mayor deformación que en laminados de trabajo
en frío.

20. TRABAJO EN CALIENTE
Los procesos industriales comunes para llevar a cabo trabajo en caliente
y trabajo en frío se agrupan en seis categorías:
• Embutición
• Laminación.
• Forja.
• Estirado.
• Extrusión.
• Estirado de alambre (Trefilado)

21. TRABAJO EN CALIENTE
• Embutición: es un proceso tecnológico de conformado plástico que
consiste en la obtención de piezas huecas con forma de recipiente a
partir de chapas metálicas. Este proceso permite obtener piezas de
formas muy diversas y es una técnica de gran aplicación en todos los
campos de la industria.

22. TRABAJO EN CALIENTE
• Laminación: Se conoce como laminación o laminado (a veces
también se denomina rolado) al proceso industrial por medio del cual
se reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales
semejantes con la aplicación de presión mediante el uso de distintos
procesos, como la laminación de anillos o el laminado de perfiles. Por
tanto, este proceso se aplica sobre materiales con un buen nivel de
maleabilidad. La máquina que realiza este proceso se le conoce como
laminador.

23. TRABAJO EN CALIENTE
• Forja: es un proceso conformado por deformación plástica que puede
realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material
se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas
propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica
mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos
formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o
por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.

24. TRABAJO EN CALIENTE
• Estirado: Se denomina Estirado al proceso de Conformado por
Deformación Plástica en el que se estira una barra o varilla de metal
con el objetivo de reducir su sección. Para reducir la sección de la
pieza, se utiliza una matriz de un material metálico muy duro
insertado en un bloque de acero. La reducción de la sección del
material dependerá del ángulo de abertura de la matriz.

25. TRABAJO EN CALIENTE
• Extrusión: es un proceso utilizado para crear objetos con sección
transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través
de un troquel de una sección transversal deseada. La ventaja
principal de este proceso es la habilidad para crear secciones
transversales muy complejas con materiales que son quebradizos,
porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de
cizallamiento.

26. TRABAJO EN CALIENTE
• Estirado de alambre o trefilado: Se entiende por trefilar a la
operación de conformación en frío consistente en la reducción de
sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un
orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado.
Los materiales más empleados para su conformación mediante
trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque
puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

27. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Askeland, D. (1998). Ciencias e Ingeniería de los Materiales. Editorial:
International Thomson Editores. Ciudad de México, México.
Avner, S. (1996). Introducción a la metalurgia física. Editorial: Mc-Graw
Hill. Ciudad de México, México.
Smith, W. (2006). Fundamentos de la Ciencias e Ingeniería de los
Materiales. Editorial: Mc-Graw Hill. Ciudad de México, México.

28. ¡¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!
.

29. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES
UNIDAD IV
CONSTITUCIÓN DE LAS ALEACIONES
PROFESOR:
ING. LUIS ARTURO LOVERA
SEPTIEMBRE, 2015

30. CONCEPTOS
-Austenita: también conocida como acero gamma (γ) es una forma de
ordenamiento específica de los átomos de hierro y carbono. Esta es la
forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los
900ºC a 1400ºC. Está formado por una disolución sólida del carbono en
hierro, lo que supone un porcentaje máximo de C del 2,11% La austenita
es dúctil, blanda y tenaz. La estructura cristalina de la austenita es del
tipo cúbica, de caras centradas, en donde se diluyen en solución sólida
los átomos de carbono en los intersticios, hasta un máximo tal como lo
muestra el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite una mejor
difusión con el carbono, acelerando así el proceso de carburación del
acero.

31. CONCEPTOS
-Ferrita: la ferrita o hierro-α (alfa) es una de las estructuras cristalinas
del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y
tiene propiedades magnéticas. Se emplea en la fabricación de imanes
permanentes aleados con cobalto y bario, en núcleos de inductancias y
transformadores con níquel, zinc o manganeso, ya que en ellos quedan
eliminadas prácticamente las Corrientes de Foucault (INVESTIGAR).
Las ferritas tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite
almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro. Las ferritas
se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden
producir piezas de gran resistencia y dureza, previamente moldeadas
por presión y luego calentadas, sin llegar a la temperatura de fusión,
dentro de un proceso conocido como sinterización. Mediante este
procedimiento se fabrican núcleos para transformadores,
inductores/bobinas y otros elementos eléctricos o electrónicos.

32. CONCEPTOS
-Martensita: es el nombre que recibe la fase cristalina BCC, en
aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación
de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidad
del sonido en el material.
Los aceros con microestructura martensítica son los más duros y
mecánicamente resistentes, pero también los más frágiles y menos
dúctiles. La dureza de estos aceros depende del contenido en carbono;
aun así, son más tenaces que los aceros perlíticos. La martensita es una
solución sólida sobresaturada de carbono y austenita.

33. CONCEPTOS
-Perlita: la microestructura formada por capas o láminas alternas de las
dos fases (hierro alfa y cementita) durante el enfriamiento lento de un
acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la
apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos
aumentos.
En aceros las perlitas tienen las propiedades intermedias entre la blanda
y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita. Los espesores de las
capas de ferrita y de cementita también influyen en el comportamiento
mecánico del material. La perlita fina es más dura y resistente que la
perlita gruesa. Los porcentajes de composición de la perlita dependen
de la concentración de carbono en el acero.

34. CONCEPTOS
-Cementita: es un constituyente de los aceros, y otras aleaciones férreas
como las fundiciones blancas, que aparece cuando el enfriamiento de la
aleación sigue el diagrama metaestable Fe-Fe3C en vez de seguir el
diagrama estable hierro-grafito. La cementita tiene un 6,67% en peso de
carbono, y es un compuesto intermetálico de inserción. Si bien la
composición química de la cementita es Fe3C, la estructura cristalina es
del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono
por celda.
La cementita es muy dura, de hecho es el constituyente más duro de los
aceros al carbono, con una dureza de 68 HRc. La cementita destaca por
ser un constituyente frágil, con alargamiento nulo y muy poca
resiliencia. Su temperatura de fusión es de 1227ºC. como la cementita
es muy dura y frágil no es posible utilizarla para operaciones de
laminado o forja debido a su dificultad para ajustarse a las
concentraciones de esfuerzos.

35. INTRODUCCIÓN
Una aleación es una sustancia que tiene propiedades metálicas y está
constituida por dos o más elementos químicos, de los cuales por lo
menos uno es metal.
Un sistema de aleación contiene todas las aleaciones que pueden
formarse por varios elementos combinados en todas las proporciones
posibles. Si el sistema se forma por dos elementos, se denomina sistema
de aleación binaria; si se forma por tres elementos, se llamaría sistema
de aleación ternaria y así sucesivamente.
Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como hierro
(Fe), aluminio (Al), cobre (Cu), plomo (Pb), entre otras gamas de metales
que se puede alear. El elemento aleante puede ser no metálico como:
Fósforo (P), Carbono (C), Silicio (Si), Azufre (S), Arsénico (As), entre otros.

36. Aleaciones ferrosas
Las aleaciones ferrosas, se basan en aleaciones de hierro y carbono,
incluyen los aceros al bajo carbono, los aceros aleados y de
herramientas, los aceros inoxidables y los hierros fundidos. Los aceros
se producen de dos formas refinando el mineral de hierro o reciclando
chatarra de acero.
1.- ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN.
INVESTIGAR LA PRODUCCIÓN DE ACERO REFINANDO EL MINERAL DE
HIERRO Y RECICLANDO LA CHATARRA DE HIERRO.

37. Aleaciones ferrosas
Clasificación de las aleaciones ferrosas.
El Instituto Americano de Hierro y Acero (AISI, siglas en inglés) y la
Sociedad de Ingeniería de Automóviles (SAE, siglas en inglés) tienen
sistemas para clasificar los aceros (Ver tabla 01) utilizando números de
cuatro o cinco dígitos.
Tabla 01. Composición de Acero AISI-SAE seleccionados.
Fuente: Askeland, 1998.

38. Aleaciones ferrosas
Clasificación de las aleaciones ferrosas.
De la tabla anterior se puede destacar el siguiente ejemplo:
Número AISI-SAE
1020
Los dos primeros números (10), se refiere a los principales elementos de
la aleación presentes.
Los dos o tres últimos números, se refiere al porcentaje de carbono. En
este caso (20), el cual es al bajo carbono, conteniendo 0,20% C.

39. Aleaciones ferrosas
Tratamiento térmico.
Es el conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo
condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia,
velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con
el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza,
la resistencia y la elasticidad.
Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son,
básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono.
Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos
internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una
superficie dura con un interior dúctil.

40. Aleaciones ferrosas
Tratamiento térmico.
 Los tratamientos térmicos se utilizan para obtener uno de tres
objetivos:
-La eliminación del deformado en frío.
-El control de endurecimiento por dispersión.
-Para mejorar la maquinabilidad.
 Los principales tratamientos térmicos son:
-Temple.
-Revenido
-Recocido
-Normalizado

41. Aleaciones ferrosas
-Temple: su finalidad es aumentar la dureza y resistencia del acero. Para
ello, se calienta el acero a una temperatura entre 900 a 950ºC y se
enfría rapidamente en un medio como agua, aceite, aire, entre otros
(dependiendo de las características de la pieza).
-Revenido: sólo se aplica a aceros previamente templados, para
disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la
dureza y aumentar la tenacidad.
-Recocido: consiste básicamente en un calentamiento hasta la
temperatura austenización (800 – 925ºC) seguido de un enfriamiento
lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras
que disminuye la dureza .
-Normalizado: tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es
decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme
del carbono.

42. Aleaciones ferrosas

43. Aleaciones ferrosas
-Tratamiento termoquímico del acero.
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que,
además de los cambios en la estructura del acero, también se producen
cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo
diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada.
Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento
controlados en atmósferas especiales.
Los principales objetivos del tratamiento termoquímico son:
-Aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más
blando y tenaz.
-Disminuir el rozamiento aumentado el poder lubrificante.
-Aumentar la resistencia al desgaste, a la fatiga y corrosión.

44. Aleaciones ferrosas
-Los tratamiento termoquímico del acero se aplica en lo siguiente:
 Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de
acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la
superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que
envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El
tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona
periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos,
una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad
en el núcleo.
 Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza
superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando
nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra
calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525
°C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.

45. Aleaciones ferrosas
-Los tratamiento termoquímico del acero se aplica en lo siguiente:
 Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de
acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se
aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
 Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce
carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos
como metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de
carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850
°C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
 Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción
del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja
temperatura (565 °C) en un baño de sales.
Nota: Investigar las aplicaciones de tratamientos térmicos en ing. naval

46. Aleaciones ferrosas
-Tratamiento térmico isotérmico.
El tratamiento térmico de transformación isotérmica, utilizado para la
producción de la bainita se denomina revenido en la fase austenítica y
simplemente consiste en la austenitización del acero, el templado a
cierta temperatura por debajo de la nariz de la curva del diagrama TTT
(Temperatura, Tiempo, Transformación) y el mantenimiento de esa
temperatura hasta que toda la austenita se transforme en bainita.

47. Aleaciones ferrosas
DIAGRAMA TTT
Figura 01. Diagrama TTT de un acero eutectoide (0,77% C)

48. Aleaciones ferrosas
Efectos de los elementos de la aleación.
Los elementos de aleación se agregan a los aceros para:
a.- Proporcionar endurecimiento por solución sólida de la ferrita.
b.- Causar la precipitación de carburos de aleación en vez de Carburo de
Hierro (III).
c.- Mejorar la resistencia a la corrosión y otras características especiales
del acero.
d.- Mejorar la templabilidad.
Templabilidad: Es la propiedad que determina la profundidad y
distribución de la fuerza inducida mediante el templado a partir de la
condición austenitica.

49. Aleaciones ferrosas
Un acero de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma
martensita, no sólo en la superficie sino también en su interior. Por
tanto la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una
aleación específica puede endurecerse.
También la templabilidad, se refiere a la facilidad con la cual se forma
martensita. Los aceros al bajo carbono tienen baja templabilidad,
solamente velocidades de enfriamiento muy altas producen sólo
martensita. Los aceros aleados tienen alta templabilidad e, incluso, el
enfriamiento al aire producen martensita.
La templabilidad NO es sinónimo de dureza del acero. Un acero al bajo
carbono y de alta aleación puede formar martensita fácilmente, pero
debido a su bajo contenido de carbono dicha martensita no es dura.

50. Aleaciones ferrosas
Aplicación de la templabilidad.
Para muchos aceros no existen los diagrama de Transformación de
Enfriamiento Continuo (TEC). En su lugar para comparar la templabilidad
de los aceros, se utiliza la prueba de ensayo de Jominy, el cual es un
procedimiento estándar para determinar la templabilidad.
Se trata de templar una probeta estandarizada del acero estudiado.
Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola
posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo
y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior.
Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma
longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción,
apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la
máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el
extremo superior.

51. Aleaciones ferrosas

52. Aleaciones ferrosas

53. Aleaciones ferrosas
Aceros
En ingeniería metalúrgica, es una mezcla de hierro con una cantidad de
carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición,
dependiendo del grado de aleación.
Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se
producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más
frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

54. Aleaciones ferrosas
ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN (Entrega obligatoria y solamente los
estudiantes asistente a la clase del Viernes 16-10-2015. Valor: -- ptos.)
a.- Elementos aleantes y mejoras obtenidas del acero.
b.- Impurezas del acero.
c.- Clasificación del Acero.
d.- Tratamientos superficiales.
e.- Aplicación en la ingeniería naval. Incluir normas técnicas para el
diseño y fabricación de estructuras flotantes.

55. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA
CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES
UNIDAD V
DIAGRAMAS DE FASE
PROFESOR:
ING. LUIS ARTURO LOVERA
SEPTIEMBRE, 2015

56. INTRODUCCIÓN
Las propiedades mecánicas de los materiales pueden controlarse por la
adición de defectos puntuales como átomos sustitucionales e
intersticiales. Particularmente en el caso de los metales, los defectos
puntuales distorsionan el arreglo atómico en la red, interfiriendo con el
movimiento o deslizamiento de las dislocaciones. Por tanto, los defectos
puntuales hacen que el material se endurezca por solución sólida.
Además, la introducción de defectos puntuales modifica la composición
del material, influyendo sobre el comportamiento durante la
solidificación. Este efecto se analiza mediante el diagrama de fases al
equilibrio, a partir del cual se podrá predecir cómo se solidificará un
material tanto en condiciones de equilibrio como fuera de éste.