7/23/2019 Transformación martensítica la unica

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 Transformación martensítica

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.

La transformación martensítica no sólo ocurre en el acero, sino que otros

sistemas de aleación se caracterian por e!perimentar transformaciones sin

difusión.

 "a que la transformación martensítica no implica difusión, ocurre casi

instant#neamente$ los granos martensíticos se nuclean y crecen a velocidad

muy alta% & la velocidad del sonido dentro de la matri austenítica. De este

modo, a efectos pr#cticos, la velocidad de transformación de la austenita es

independiente del tiempo.

La estructura de la martensita tiene la apariencia de l#minas o de agu'as

(variantes). La fase blanca es austenita que no se transforma durante el

temple r#pido. La martensita tambi*n puede coe!istir con otros

constituyentes, como la perlita.

+l enfriamiento r#pido (o temple) del acero austeniado, hasta temperatura

pró!ima a la ambiental, origina otro micro constituyente

denominado martensita, que resulta como una estructura de no equilibrio

de la transformación sin difusión de la austenita. e puede considerar un

producto de transformación competitivo con la perlita o la bainita. La

transformación martensítica tiene lugar a velocidades de temple muy

r#pidas que di-cultan la difusión del carbono. i hubiera difusión se

formarían las fases ferrita y cementita

IPÓTESIS QUE JUSTIFICAN LA TRANSFORMACIÓN MARTENSTICA

Las hipótesis que permiten 'usti-car las etapas de la transformación

martensítica est#n fundamentadas en%

  . Mínimo desplaamiento de las posiciones cristalinas (Bain).

  /. 0ensiones engendradas por la tendencia a las posiciones cristalinas deequilibrio (distorsión de Bain).

  1. 2lanos cristalinos afectados por las placas de martensita conformadas.

La martensita posee una forma cristalogr#-ca característica, si biensuele presentar similitudes con la estructura estable. +ste es el caso de latransformación martensítica del acero, transformación alotrópica c.c.c a c.c.,que adopta una estructura tetragonal, t.c., con relación reticular .34.&naliaremos la cin*tica de esta transformación estudiando un caso

particular, la del acero citado.5denti-cada la rapide de crecimiento que peculiaria la transformación

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martensítica, parece lógico que el cambio de posiciones cristalinas desde laestructura c.c.c. a la t.c. sea mínimo.

2or este camino, Bain desarrolló la idea por la que una red c6bicacentrada en las caras puede ser considerada tambi*n como una redtetragonal centrada en el cuerpo. 7*ase la -gura 8./8 en la que se delineauna celda unitaria tetragonal en la estructura c6bica centrada en las caras.+n una estructura tetragonal, los e'es cristalogr#-cos quedan en #ngulosrectos unos con otros, como en una estructura c6bica, pero la constantereticular c di-ere en magnitud de las otras dos. +stas 6ltimas dimensionesde la celda unitaria se designan usualmente por el símbolo 9a9. Cuando se laconsidera como una estructura tetragonal centrada, la estructura centradaen las caras normal tiene una relación c:a de apro!imadamente .;.

 

<igura 8./8 Distorsión de Bain parauna red c.c.c. que se transforma enuna c.c.

 

+sto signi-ca la correspondencia entre planos cristalogr#-cos de la fasematri y de la martensita. &sí una dirección en la fase matri(!y)3 corresponde a la dirección en la martensita (!=y==)M. +n el caso del

acero puede observarse en la -gura que%

  (33)M > (3)g(33)M > (33)g

5gualmente, el plano de la matri ?h@lA3 corresponde a un planoespecí-co de la martensita ?h=@=l=AM. +n el caso del acero se cumple%

  ?/AM > ?3Ag

+ste plano sobre el que se fundamenta la transformación martensítica

se denomina !"ano #a$it%a". +sta transformación de redes no essu-ciente, pues los par#metros reticulares no son coincidentes con los quese deducen en las e!periencias.i se contrae esta celda unitaria en la dirección de su altura el rangosu-ciente, 4, y se e!pansiona a lo largo de los e'es 9a9, /, obtenemosla estructura tetragonal encontrada empíricamente, c:a .34.

C%a"&%ier 'istorsión !%ra( #omo)*nea + sim!"e( 'e estanat%ra"e,a( &%e con-ierte %na estr%ct%ra retic%"ar en otra !or %nae.!ansión o contracción a "o "ar)o 'e "os e/es crista"o)r01cos(!ertenece a %na c"ase conoci'a como 'istorsiones 'e 2ain3

Como consec%encia 'e "as 'istorsiones 'e 2ain a!arece en "afase 'e transformación )ran'es esf%er,os cortantes o

m%"tia.ia"es que determinan la conformación de las placas característicasmartensíticas dentro de la matri original, con velocidades de crecimiento

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del orden de :1 de la velocidad del sonido, determinando lo que se conocecomo deformación macroscópica.

43536 In7%encia 'e "as tensiones m%"tia.ia"es so$re "os mecanismos

'e 'eformación3La formación de placas de martensita e!ige los esfueros multia!ialesde tensión y cialladura lo que da lugar a mecanismos de maclado y dedesliamiento. +n la -gura 8./4 se observa las componentes de lastensiones multia!iales y las dos formas diferenciadas de conformación deplaca por maclado o por desliamiento.

 

<igura 8./4 <ormación de placas demartensita% a) desliadas, b)macladas

 

La formación de !"acas 'e 'es"i,amiento sólo requiere la e!istenciade tensiones cortantes. La formación de !"acas mac"a'as requiere adem#sla e!istencia de tensiones a!iales. +n la -gura 8./E se observa el relievesuper-cial que signi-ca la formación de placas de martensita desliadas omacladas.

 a)  b)

<igura 8./E Felieve super-cial producido por la formación de placas demartensita%

a) desliadas, b) macladas

43538 Características 'e" !"ano #a$it%a" so$re e" &%e se forman "as

!"acas 'e martensita&naliaremos ahora como afecta las distorsiones de Bain a la formación

de la retícula de la matri y martensita. e ha observado el plano habitualen e!perimentaciones con formación de placas aisladas, -gura 8.13, por laindicación de rayas super-ciales. 2uede concluirse que%

 a) +!iste desplaamiento m#!imo de la retícula madre en el plano habitual

de interfase con la martensita.

 b) +l plano habitual es un plano de distorsión cero y rotación cero, por lo

que se denomina!"ano in-aria$"e.

 c) La intercara matrimartensita es coherente$ dando continuidad a las

estructuras cristalinas de matri y martensita.

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<igura 8.13 <ormación de una placa demartensita.

 

La transformación martensítica !ro-oca )ran'es 'eformacionescrista"inas( consec%encia 'e "as )ran'es tensiones internasori)ina'as3

 

<igura 8.1 Martensita en aleaciones <eGiC.

 

Las orientaciones de los planos habituales es m6ltiple, lo queobviamente les diferencia de las estructuras direccionadas como las deHindmasttaeten. " tambi*n, que las orientaciones de los planos habituales

se encuentran en el entorno pró!imo de ciertas orientacionescristalogr#-cas normales. +n la -gura 8.1 se observa los datose!perimentales en la martensita de las aleaciones <eGiC en unaproyección estereogr#-ca.

De todo ello se concluye que los planos habituales en la martensita%  a) on irracionales (, .33;, /.3/)

b) e concentran alrededor de la orientación de unos planos racionales delos que toman la denominación.

+n la tabla 8.8 se observan las características cristalogr#-cas dealgunos sistemas de transformación martensítica.

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 La 'if%sión en "a transformación martensíticaDada la velocidad de crecimiento de la deformación macroscópica, es

obvio que no ha cambiado la composición original. 2or tanto, no se requierela difusión del soluto con su consiguiente sobresaturación en el supuesto demayor solubilidad de la fase original, como es el caso de la austenita delacero. Esta es otra 'e "as ca%sas 'e" f%erte en'%recimiento &%e seo$ser-a en "a transformación martensítica9 &%e se 'e1ne comotransformaciones 'e fase sin 'if%sión3