TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS

MUELLE DESCARGADERO DE MINERAL DE RIOTINTO COMPANY LIMITED. 1876 .HUELVA

DEFINICIÓN: ALEACIÓN HIERRO-CARBONO•SUSTANCIAS OBTENIDAS POR FUSIÓN DEL Fe , C e IMPUREZAS•C DISUELTO ( Feα, Feγ)•C COMBINADO (Feз C cementita)•C LIBRE (LAMINAS, NODOS)

DEFINICIÒN: ACERO: ALEACIÓN Fe-C <2%•HIPOEUTECTOIDE C<0-8%•EUTECTOIDE C=0.8%•HIPEREUTECTOIDE C>0.8%

DEFINICIÓN FUNDICIÓN: Fe 2%<C<6.67%•HIPEREUTECTICA C>4.3%•HIPOEUTECTICA C<4.3%•EUTECTICA C=4.3%

CONSTITUYENTES:

•AUSTENITA• FERRITA δ• FERRITA α•AUSTENITA•CEMENTITA•LEDEBURITA•PERLITA

PERLITA

LEDEBURITA

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS

•FERRITA (α y β) SOLUCIÓN SÓLIDA DE INSERCIÓN DE C EN Fe α. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.02%. Fe PURO. BLANDA. BCC

•FERRITA δ SOLUCIÓN SÓLIDA INTERSTICIAL DE C EN Fe δ. BCC. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.09%.

•CEMENTITA: FeзC , 6,6,7% C. DURO Y FRÁGIL. SISTEMA ORTORÓMBICO

PERLITA

LEDEBURITA

•PERLITA: MEZCLA EUTECTOIDE FERRITA Y CEMENTITA . 0.8%C. LÁMINAS ALTERNADAS•AUSTENITA: SOLUCIÓN SÓLIDA INSERCIÓN DE C EN Feγ. SE DESDOBLA POR REACCIÓN EUTECTOIDE. SOLUBILIDAD MÁXIMA 2,11%

•LEDEBURITA: MEZCLA EUTECTICA DE CEMENTITA Y AUSTENITA 4,3%C

PERLITA

LEDEBURITA

TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA:

EUTÉCTICA (A)1148ºC4,3% CAUSTENITA 2.11%CCEMENTITA 6,67% C

EUTECTOIDE (B)727ºC0,77%CFERRITA 0,0218% CCEMENTITA 6,67%C

PERITÉCTICA(C) δ+L γ

ENTRE 0%<C<0,09% FASE γ (ALEACIÓN 1)ENTRE 0.09%<C<0.53% ALEACIÓN PERITÉCTICAC>0.53% FASE γ

ACEROS HIPOEUTECTÓIDES 0.0218%<C<0.77%• T DESIGNADA POR A3• FERRITA CONSTITUYENTE MATRIZ(90HB)• PERLITA CONSTITUYENTE DISPERSO(200/400HB)

ACEROS HIPOEUTECTÓIDE C<0.0218%• NO TIENEN TRANSFORMACIÓN EUTECTÓIDE• DEBAJO DE A3 ES 100% FERRITA• PRECIPITA CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO• CEMENTITA TERCIARIA

ACERO HIPEREUTECTOIDE C>0.77%• TRANSFORMACIÓN A PARTIR DE Acm• CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO• EN A1 LA AUSTENITA RESIDUAL PASA • A PERLITA• CONSTITUYENTE MATRIZ: CEMENTITA(DURA Y FRÁGIL)•CONSTITUYENTE DISPERSO: PERLITA• ACEROS RESISTENTES AL DESGASTE Y DUROS

TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LOS ACEROS

TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LAS FUNDICIONES BLANCAS FeзC

OBJETIVO: • Obtener constituyentes metaestables sometiendo a la austenita a enfriamientos más rápido que el recogido en el diagrama Fe-C

CONSTITUYENTES ESTABLES: (V=50ºC/s)• Ferrita, Perlita, Cementita.

CONSTITUYENTES METAESTABLES:( V>50ºC/s o T.I.)• Martensita, Bainita, Troostita, Sorbita

MARTENSITA: • V. ENFRIAMIENTO>600ºC/s• SOLUCIÓN SOLIDA DE Feα EN C• CONSTITUYENTE BÁSICO ACEROS TEMPLADOS

BAINITA:• V. ENFRIAMIENTO ENTRE 275ºC/s Y 500ºC/s• MEZCLA DIFUSA DE CEMENTITA Y FERRITA

OTROS: TROOSTITA Y SORBITA

CURVAS TTT( TRANSFORMACIÓN-TIEMPO-TEMPERATURA

• SIRVEN PARA ESTUDIAR LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA

• RELACIONAN LA TRANSFORMACIÓN FRENTE A t Y T.

•TIPOS DE TRANSFORMACIÓN: ISOTERMAS Y ENFRIAMIENTO CONTÍNUO

7=VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE

1. t TRANSFORMACIÓN EN FUNCIÓN DE T EN

TRANSFORMACIÓN ISOTERMA. 2. TAMAÑO DE GRANO

EN FUNCIÓN DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (1)(2)(3)(4)

3. T< 500ºC= BAINITA BAJA DIFUSIÓN ALTA DIFERENCIA ENERGÉTICA4. MARTENSITA (6) MUY DURA TETRAGONAL C.C.5. VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE (7)6. MEZCLA PERLITA Y

MARTENSITA(5)7. OBTENCIÓN DE

BAINITA (8)

• MARTENSITA (SOLUCIÓN SOBRESATURADA DE C EN Fe α) OBTENIDA POR ENFRIAMIENTO RÁPIDO DE AUSTENITA

• NO SE PRODUCE DIFUSIÓN, SINO CAMBIO DE ESTRUCTURA DEBIDO A QUE SE PRODUCE A T BAJA (tetragonal centrada en el cuerpo)

• EL PROGRESO DE LA TRANSFORMACIÓN DEPENDE DE T NO DE TIEMPO (TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA) Ms-Mf

• COMIENZA A TEMP. Ms Y TERMINA A TEMP. Mf.

• AUMENTO DE VOLUMEN DE AUSTENITA –MARTENSITA

• LA CANTIDAD DE MARTENSITA FORMADA AUMENTA SI DISMINUYE T

• Ms DISMINUYE AL AUMENTAR [C] O ELEMENTOS ALEADOS.

TETRAGONAL CENTRADA EN EL CUERPO

1. SIRVEN PARA POTENCIAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (DUREZA, RESISTENCIA, PLASTICIDAD)

2. TÉRMICO, TERMOQUÍMICO, MECÁNICO, SUPERFICIAL.3. NO DEBEN ALTERAR DE FORMA NOTABLE LA COMPOSICIÓN

QUÍMICA

4. TERMICOS: TEMPLE, REVENIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO5. TERMOQUÍMICOS: NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN,

SULFINIZACIÓN.

6. MECÁNICOS: EN CALIENTE, EN FRÍO7. SUPERFICIALES: CROMADO, METALIZACIÓN

1. CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO

2. CAMBIA SU ESTRUCTURA CRISTALINA (TAMAÑO DE GRANO)

3. NO SE ALTERA SU COMPOSICIÓN QUÍMICA

4. TEMPLE, RECOCIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO

1. DEFINICIÓN: AUSTENIZACIÓN DEL ACERO. CALENTAMIENTO HASTA 723ºC Y RÁPIDO ENFRIAMIENTO HASTA OBTENER UNA ESTRUCTURA MARTENSITICA.

2. DEPENDE DE LA TEMPLABILIDAD (SITUACIÓN CURVAS TTT DESPLAZADAS A LA DERECHA) Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (MEDIO REFRIGERANTE) Y TAMAÑO DE LA PIEZA.

3. TRES ETAPAS DE ENFRIAMIENTO

4. NO ES UN TRATAMIENTO FINAL. NECESITA DE UN REVENIDO (BONIFICADO)

5. RESULTADO: METAL MUY DURO Y DE MUCHA RESISTENCIA MECÁNICA.

•

2.

CONCEPTO: CALENTAMIENTO A3 PLUS 50º o A1 SEGUIDO DE ENFRIAMIENTO AL AIRE.

1.ENFRIAMIENTO NO MUY ELEVADO.2.SE FORMA PERLITA Y FERRITA o CEMENTITA GRANO FINO3.SE USA PARA AFINAR GRANO Y HOMOGENEIZAR4.DESTRUYE LA ANISOTROPIA5.SE TRATA DE NORMALIZAR LAS PROPIEDADES DEL METAL

PROCESO: CALENTAMIENTO IGUAL QUE NORMALIZADO Y ENFRIAMIENTO MUY LENTO.

RESULTADO: ELIMINA TENSIONES INTERNAS, MAYOR PLASTICIDAD Y MAQUINIDAD.

ACERO HIPOEUTECTOIDE: FERRITO- PERLITICA ACEROS HIPERECUTECTOIDE: CEMENTITO-

PERLITICA. DIFERENCIAS ENTRE ENFRIAMIENTOS EN

TEMPLE, NORMALIZADO Y RECOCIDO (VELOCIDAD ENFRIAMIENTO).

DE AUSTENIZACIÓN COMPLETA O REGENERACIÓN: EN ACEROS HIPOEUTECTOIDES, POR ENCIMA DE A3.

DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA: ACEROS HIPEREUTECTOIDES. ENTRE AC1 Y ACM (GLOBULAR)

SUBCRITICO: POR DEBAJO DE A1. PARA ABLANDAR LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDE (ABLANDAMIENTO)

ISOTERMICO: MANTENIENDO A T<A1. PUEDE SER COMPLETO O INCOMPLETO.DE HOMOGENEIZACIÓN: HOMOGENEIZA LA ESTRUCTRA.DE RECRISTALIZACIÓN Y RELAJACIÓN DE TENSIONES

AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA

AUSTENIZACIÓN COMPLETA

SUBCRÍTICO

EL ENFRIAMIENTO CONTINUO SE INTERRUMPE O MODIFICA DURANTE CIERTOS INTERVALOS DE TEMPERATURA.

PARA OBTENER PIEZAS MUY TENACES, POCAS DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS.

MARTEMPERING, AUSTEMPERING, PATENTING.

PIEZA A T LIGERAMENTE SUPERIOR A MS HASTA UNIFORMAR TEMPERATURAS EXTERIOR E INTERIOR

ENFRIADO AL AIRE Y REVENIDO

SE EVITA LAS DEFORMACIONES Y GRIETAS

REQUIERE ACEROS DE ALTA TEMPLABILIDAD

PIEZA A T SUPERIOR A MS HASTA TRANSFORMACIÓN COMPLETA EN BAINITA

SE ENFRIA AL AIRE SE ANULAN LOS RIESGOS DE

DISLOCACIONES GRIETAS SE CONSIGUE UNA MAYOR TENACIDAD QUE

EN EL TEMPLE NORMAL NO NECESITA REVENIDO

INTRODUCIR EL ACERO AUSTENIZADO EN BAÑO Pb A 510-540º HASTA PERLITA FINA.

SE USA PARA FABRICAR ALAMBRES

LA PERLITA FINA ES MUY DÚCTIL

TREFILADO

ENDURECEN LA SUPERFICIE MEJORA FRENTE A FATIGA Y DESGASTE TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA TEMPLE POR INDUCCIÓN TEMPLE POR RAYO LÁSER TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO

SOPLETE ACETILENO/PROPANO A 2000/3000ºCCALOR A INTERVALOSSOLO LA SUPERFICIE SE AUSTENIZASE CONSIGUEN CAPAS DURAS DE 0.8 A 6.5 mmMEJORA FATIGA POR TENSIONES RESIDUALESREVENIDO POSTERIORINCONV.CONTROLAR LA PROFUNDIDAD TEMPLE

LEY DE INDUCCIÓN DE LENZ.EFECTO JOULE:EL ESPESOR DEPENDE INVERS. DE LA f DEL CAMPOESPESORES DESDE 0,4 a 9 mmDESPUES DEL CICLO DE CALENTEMIENTO, TEMPLE.

RAYO LÁSER: RADIACCIÓN INFRARROJAPRODUCE CALOR AL IMPACTAR CON SUP. METALAUTOTEMPLE DEBIDO AL GRADIENTE TÉRMICOPROFUNDIDADES < 2mmEQUIPO CAROÚTIL EN PIEZAS CON SUPERFICIES DE DIFICIL ACCESO

oBOMBARDEO POR CHORRO ELECTRÓNICOoCARACTERÍSTICAS SIMILARES AL RAYO LÁSER

CALENTAMIENTOS Y ENFRIAMIENTOS PARA AÑADIR NUEVOS ELEMENTOS Y MODIFICAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA SUPERFICIAL

SE MEJORA LAS PROPIEDADES SUPERFICIALES: R. AL DESGASTE, DUREZA Y R. A CORROSIÓN

CEMENTACIÓN, NITRURACIÓN, CARBONI- TRURACIÓN, SULFINIZACIÓN.

AÑADIR CARBONO POR DIFUSIÓN A 900ºC EN ACEROS <0,3%CAUMENTA LA DUREZA SUPERFICIALSE REALIZA MEDIANTE ATMOSFERA CARBURANTE

2CO CO₂ ₊ CEL C ABSORBIDO DEPENDE DE :oCOMPOSICIÓN QUÍMICA ACEROoNATURALEZA ATMOSFERA CARBURANTEoTEMPERATURA Y TIEMPOZONAS: CAPA CEMENTADA Y ALMACAPA DURA (25%-50%) DE LA CEMENTADASE REALIZA REVENIDO PARA ELEMINAR TENSIONESDESCARBURACIÓN DEL ACERO

ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL EXTRAORDINARIO MEDIANTE N EN UNA ATMOSFERA DE AMONIACO

2NH₃ 2N ₊ 3H₂ TEMPERATURA ↝500ºCTEMPLE Y REVENIDO ES PREVIO Y NO POSTERIOEL N SE INTRODUCE PARA FORMAR NITRUROS (AL,W) INSOLUBLES, NO COMO SOLUCIÓN SÓLIDA.AUMENTO DE VOLUMEN QUE PROVOCA DUREZAEL ACERO DEBE SER <0,4% C Y CON ALLA NITRURACIÓN AUMENTA LA R A LA FATIGA Y A LA CORROSIÓN.AL,Cr,w,Mo,V: FORMADORES DE NITRUROS

AUMENTO DE DUREZA POR ABSORCIÓN DE C-NATMOSFERA CEMENTANTE MÁS NITRÓGENOTEMPERATURA ENTRE 750º-800ºCN AUMENTA LA TEMPLABILIDAD DEL ACEROENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SOLIDA DE C-NNO ES NECESARIO LOS FORMADORES DE NITRUROSDUREZA ALCANZADA INFERIOR A LA NITRURACIÓNREVENIDO POSTERIOR BAJA T <175ºCTRATAMIENTO PARA PIEZAS DE GRAN ESPESORCIANURACIÓN: EN BAÑOS Y NO ATMOSFERA GASEOSA

oINCORPORA C, N, S EN BAÑO A 565ºCoDOS SALES: DE CIANURACIÓN Y AZUFREoAUMENTO RESISTENCIA AL DESGASTEoDISMINUYE SU COEFICIENTE DE ROZAMIENTOoSE FAVORECE LA LUBRICACIÓN

MEJORAN LAS CARACTERÍSTICAS METÁLICAS POR DEFORMACIÓN EN CALIENTE O EN FRÍOCALIENTE: FORJA.

AFINA EL GRANO, ELIMINA SOPLADURAS Y CAVIDADES

FRÍO: DEFORMACIÓN POR TREFILADO, LAMINACIÓN O GOLPEO A T AMBIENTE

AUMENTA LA DUREZA Y RESISTENCIADISMINUYE LA PLASTICIDAD Y DUCTILIDAD

MODIFICA SUPERFICIE SIN VARIAR COMPOSICIÓNNO ES NECESARIA LA APORTACIÓN DE CALORCROMADO:

Cr SOBRE LA SUPERFICIEDISMINUYE EL ROZAMIENTOINCREMENTA DUREZA SUPERFICIAL Y R. DESGASTE

METALIZADO: PULVERIZACIÓN DE METAL FUNDIDO SOBRE LA SUPERFICIE DE OTRO.