El documento describe los cambios microestructurales que ocurren en los aceros durante los tratamientos térmicos de equilibrio y fuera de equilibrio. Explica los diferentes microconstituyentes (perlita, bainita, martensita) que se forman y cómo varían los puntos críticos de transformación con la velocidad de enfriamiento. También incluye diagramas TTT e isotermos que muestran las transformaciones de la austenita.
En el diagrama de equilibrio o de fases hierro-carbono (Fe-C) se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tengan tiempo para completarse.
En el diagrama de equilibrio o de fases hierro-carbono (Fe-C) se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tengan tiempo para completarse.
SOLIDIFICACIÓN Y FUNDICIÓN; Fundiciones grises, blancas, etc. Ing. Aguedo Enr...Enrique Arteaga
FUNDICIONES GRISES::
INTRODUCCIÓN -APLICACIONES-CLASIFICACIÓN-INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEANTES-VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO-CARBONO EQUIVALENTE.
Aleaciones de hierro y carbono que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. En las aleaciones comerciales presentan de 1 a 3% de silicio.Se caracteriza por tener hojuelas de grafito o nódulos distribuidas en todo el producto fundido.Esta estructura es la causa de que la superficie del metal tenga un color gris cuando se fractura, de aquí el nombre de fundición gris.
SOLIDIFICACIÓN Y FUNDICIÓN; Fundiciones grises, blancas, etc. Ing. Aguedo Enr...Enrique Arteaga
FUNDICIONES GRISES::
INTRODUCCIÓN -APLICACIONES-CLASIFICACIÓN-INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEANTES-VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO-CARBONO EQUIVALENTE.
Aleaciones de hierro y carbono que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. En las aleaciones comerciales presentan de 1 a 3% de silicio.Se caracteriza por tener hojuelas de grafito o nódulos distribuidas en todo el producto fundido.Esta estructura es la causa de que la superficie del metal tenga un color gris cuando se fractura, de aquí el nombre de fundición gris.
La estructura cristalina es el concepto que describe la forma en que se organizan los átomos de un material.
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.
9. 800
700
600
500
400
300
200
100
0
100 200 300
Velocidad de enfriamiento ºC/s
Ar1
A`r1
A``r1
A```r1
Variación de los puntos críticos con la
velocidad de enfriamiento para un
acero de composición eutectoide Perlita
gruesa
Perlita
fina
Bainita
superior
Bainita
inferior
Martensita
Ar1
Ar3
Arcm
0 0.8%C
Austenita
% en peso de Carbono
TºC
TºC
TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITA FUERA DEL EQUILIBRIO
VCT
ACERO DE COMPOSICIÓN EUTECTOIDE
10. 800
700
600
500
400
300
200
100
0
100 200 300
Velocidad de enfriamiento ºC/s
Ar1
A`r1
A``r1
A```r1
Variación de los puntos críticos con la
velocidad de enfriamiento para un
acero de composición eutectoide Perlita
gruesa
Perlita
fina
Bainita
superior
Bainita
inferior
Martensita
Ar1
Ar3
Arcm
0 0.8%C
Austenita
% en peso de Carbono
TºC
TºC
VCT
ACERO DE COMPOSICIÓN EUTECTOIDE
TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITA FUERA DEL EQUILIBRIO
11. Tiempo (segundos)
ºC
700
600
500
400
300
200
100
0
Temperatura del
baño de sales
Temperatura de
temple
100
80
60
40
20
0
Tiempo (segundos)
%Austenitatransformada
625ºC
t1 t2 t3 t4 t5
Inicio
transformación
Final
transformación
t1 t2 t3 t4 t5
TRAZADO DE LAS CURVAS TTT (T.I.) (ACERO EUTECTOIDE)
A1
Austenita estable750
ti tf
12. 100
50
0
1 10 102 103 104
105
1 10 102 103 104
105
700
600
500
400
Austenita estable
Temperatura
eutectoide
Austenita
inestable
Temperatura(ºC)
Curva inicio
0%transf.
Curva final
100%transf.
Curva 50%transformación
675
Tiempo (s)
%deaustenita
transformada
Tiempo (s)
Inicio de
transformación
Final de
transformación
625
727
TºC
13. 800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 1 10 102
103 104 105
TemperaturaºC
Tiempo (segundos)
Austenita estableA1
Austenitainestable
Ms
Mf
Martensita
+P
+B
+Martensita
Perlita (Ferrita+Fe3C)
Bainita (Ferrita+Fe3C)
Np
Diagrama T.I. de la austenita para un acero eutectoide
14. 800
700
600
500
400
300
200
100
0
0 1 10 102
103 104 105
TemperaturaºC
Tiempo (segundos)
Austenita estableA1
Austenitainestable
Ms
Mf
Martensita HRC= 65 a 70
+P
+B
+Martensita
Np
Diagrama T.I. de la austenita para un acero eutectoide
PERLITA GRUESA HRC=10 A 20
PERLITA FINA HRC=30 A 40
BAINITA SUPERIOR HRC=40 A 45
BAINITA INFERIOR
HRC=50 A 60
15. Ferrita
Fe3C
1.Núcleo inicial de
Fe3C
2. Sobre la placa
desarrollada de Fe3C,
es nucleada la Ferrita
3. Nuevas placas de
Fe3C nucleadas y placas
desarrolladas de Ferrita
Nuevos núcleos
de Fe3C
Nueva
dirección de
desarrollo
Fe3C
Borde de grano
austenítico
4. En la superficie de la colonia se forman nuevos
núcleos de Fe3C de orientación diferente durante la
nucleación y crecimiento lateral. La colonia original
crece de manera continua en forma sesgada.
5. Nueva colonia en
estado avanzado de
desarrollo.
Nucleación y crecimiento de la perlita
16. Borde de grano
austenítico
1.Núcleo inicial de
Ferrita
Ferrita
Fe3C
2.Sobre el núcleo de
Fe se depositan
pequeñas placas de
cementita
3.Desarrollo de nuevas
ramas arborescentes de Fe
y nueva precipitación de
pequeñas placas de
cementita.
Nucleación y crecimiento de la bainita
Unidad 3.- Tema 3.1: ALEACIONES FÉRREAS (ACEROS)
34. Problema. Una excelente combinación de
dureza, resistencia y tenacidad en los aceros
la proporciona la estructura bainítica. Uno de
los tratamientos es austenizar a 750°C un
acero eutectoide, como el representado en la
figura anterior, enfriándolo rápidamente hasta
una temperatura de 250°C durante 15 minutos,
y finalmente enfriar hasta temperatura
ambiente. ¿Es posible con este tratamiento
descrito obtener la estructura bainítica
requerida?
36. Problema. Utilizando el diagrama de transformación
isotérmica del acero de composición eutectoide, cuyas
curvas han sido representadas anteriormente, especificar la
naturaleza de la microestructura que se obtendrá ( en
términos de microconstituyentes presentes ) de una
pequeña probeta que se ha sometido a los siguientes
tratamientos. Suponer siempre, que la probeta se ha
calentado a 800°C durante el tiempo suficiente para
alcanzar una estructura austenítica.
a) Enfriamiento rápido hasta 350°C, donde se mantiene
durante 104s, templando a continuación a temperatura
ambiente.
b) Enfriamiento rápido hasta 250°C, donde se mantiene
durante 100 s, templando a continuación a temperatura
ambiente.
c) Enfriamiento rápido hasta 650°C, donde se mantiene
durante 20 s, enfriamiento rápido a 400°C manteniendo de
nuevo 1000 s y templando a continuación a temperatura
ambiente.
38. Problema. Utilizando el diagrama TTT de la figura, correspondiente a un
acero hipereutectoide con un 1.13% C, determinar la microestructura
final, describiendo los microconstituyentes presentes, de una pequeña
probeta sometida a los siguientes tratamientos térmicos. En todos los
casos suponer que la probeta se ha calentado a 900°C durante el tiempo
suficiente para conseguir la estructura austenítica completa y
homogénea de partida.
a) Enfriar rápidamente a 250°C, mantener durante 16 minutos y templar a
temperatura ambiente.
b) Enfriar rápidamente a 650°C, mantener a esta temperatura durante 3 s,
enfriar rápidamente a 400°C, mantener a esta temperatura durante 25 s y
templar a temperatura ambiente.
c) Enfriar rápidamente a 350°C, mantener durante 5 minutos y templar a
temperatura ambiente.
d) Enfriar rápidamente a 675°C, mantener durante 15 segundos y templar a
temperatura ambiente.
e) Enfriar rápidamente a 775°C, mantener durante 8 minutos y templar a
temperatura ambiente.