3ro Cap 3 Tt Del Acero

Tratamientos Térmicos

CAPITULO III:

TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACCEROS

3.1 Transformaciones durante el calentamiento del acero.

Para el análisis de las transformaciones durante el calentamiento de los aceros, se tomará la parte del diagrama Fe-C correspondiente a las aleaciones por debajo de 1147ºC de temperatura y por debajo de 2,14% de Carbono. A las curvas de transformaciones de fase se le asignarán las siguientes nomenclaturas:

A1 (Ac1 ó Ar1): Línea de la reacción eutectoide.A3 (Ac3 o Ar3): Línea de transformación alotrópica de austenita en ferrita.Am (Acm o Arm): Curva de pérdida de solubilidad de la austenita.

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El comienzo de la transformación de Perlita en Austenita solo puede efectuarse, si el

calentamiento es muy lento. En las condiciones normales de calentamiento la

transformación se retrasa y se obtiene un sobrecalentamiento. La perlita

sobrecalentada por encima del punto crítico se transforma, a velocidad distinta en

dependencia del grado de sobrecalentamiento en la austenita.

Reacción eutectoide: γ α + Fe3C (a 1147ºC).

El producto de la transformación es una mezcla eutectoide. La mezcla de α y Fe3C

se llama perlita. Ocurre para aleaciones de más de 0,02%.

3.2 Transformaciones durante el enfriamiento del acero (Diagrama T.T.T.).

Para el estudio de las transformaciones de fase durante el enfriamiento,

emplearemos el diagrama de descomposición isotérmica de la austenita denominado

también diagrama T.T.T. el cual se construye en coordenadas temperatura vs

tiempo. En esas coordenadas se sitúan sobre el diagrama las curvas de

enfriamiento. Para el ejemplo se empleará el diagrama T.T.T. correspondiente al

acero eutectoide (0,8%C).

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De la línea V1 que caracteriza el enfriamiento lento, se obtienen como producto final la perlita de poca dureza (de láminas gruesas). Cuando el enfriamiento es más rápido (V2 y V3) la velocidad de difusión disminuye formándose productos más disperso y más duros.

Para templar el acero hay que enfriarlo con una velocidad tal que no tenga tiempo de producirse los procesos difusivos de descomposición de la austenita, a esta se denomina velocidad crítica de temple (VC). Para templar un acero es necesario que se enfríe con una velocidad mayor que la crítica. Si el enfriamiento es menor que la crítica se obtendrán productos perlíticos, principalmente troostita, lo que disminuirá la dureza del acero.

3.2.1 Transformación martensítica.

Si la austenita se subenfría hasta la temperatura en la que la red de la austenita a pesar de la presencia de carbono disuelto en ella, es inestable, pero la velocidad de difusión del carbono, debido a la temperatura, es tan pequeña que se efectúa la reestructuración de la red sin que precipite el carbono.

Feγ Feα Sus principales características son:

Ocurre sin difusión.

57


Se origina martensita (solución sólida de carbono en hierro ) de red tetragonal. El contenido de carbono de la martensita es igual al contenido de carbonode la

austenita que la originó. La tetragonalidad de la martensita es proporcional al contenido de carbono. Se forma una estructura acicular (en forma de láminas o agujas). La transformación transcurre a intervalos a partir de la curva de inicio de

transformación (Mi) hasta la curva final de transformación (Mf). Generalmente (Mf) se encuentran por debajo de 0ºC por lo que en la

estructura del acero siempre queda un pequeño por ciento de austenita que no se transforma denominado austenita residual.

Es una transformación irreversible. Es decir, no se obtiene a partir de la martensita, martensita nuevamente.

El metal queda en estado inestable con gran cantidad de tensiones internas.

3.2.2 Transformaciones durante el revenido.

Durante el calentamiento de una estructura martensítica ocurren en el acero las siguientes transformaciones

1. Entre 80ºC y 200ºC: Primera etapa del revenido. Disminuye la tetragonalidad

de la martensita. La martensita que se obtiene con este revenido (martensita

revenida con relación c/a cercana a 1) es casi cúbica. Se empieza a precipitar

el carbono de la martensita.

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2. Entre 200ºC y 300ºC: Segunda etapa del revenido. La austenita residual se

transforma en una mezcla formada por solución sólida sobresaturada de

carbono en hierro (martensita revenida). Se forman carburos intermedios

de fórmula Fe3C.

3. Entre 300ºC y 400ºC: Tercera etapa del revenido. Se eliminan las tensiones residuales y la estructura de los carburos se torna cementítica. La estructura es denominada bainita de revenido (mezcla de cementita y ferrita). Aparece la fragilidad del revenido de primer género. El límite elástico alcanza su valor más elevado.

4. Más de 400ºC y hasta 600ºC: Se obtiene la sorbita y la troostita de revenido (mezclas de ferrita y cementita). Coalece la cementita. La dureza disminuye mucho, pero se obtiene la mayor resistencia a la fatiga. Conviene llamar la atención que en las mezclas de ferrita y cementita que se obtienen del revenido tienen una forma granular, mientras que las que se obtiene directamente de la austenita son laminares. Estas últimas presentan propiedades mecánicas inferiores a las provenientes del temple y el revenido.

3.3 Tratamiento Térmico de Temple.

Temple: Consiste en un calentamiento entre 30 – 50ºC por encima de Ac3 para los aceros hipoeutectoides y 30 – 50ºC por encima de Ac1 para los aceros eutectoides e hipereutectoides. Seguido de un enfriamiento enérgico en un medio adecuado, con velocidad mayor que la crítica de Temple para obtener una estructura martensítica, dureza y resistencia en el acero.

59


De acuerdo a la figura anterior, los aceros hipoeutectoides se austenizan completamente y los hipereutectoides no, esto es por las siguientes razones:

Si se calienta entre Ac1 y Ac3 en los aceros hipoeutectoides queda parte de ferrita en la estructura austenítica y al enfriarse, se hereda en la transformación martensítica y esto ocasiona una disminución de la resistencia y la dureza (este defecto se denomina temple incompleto). Es por ello que en estos aceros se da temple completo (por encima de Ac3).

En el caso de los aceros hipereutectoides hay varias razones para no calentar por encima de Acm:

1. Aumenta mucho el tamaño del grano austenítico.2. Se descarbura más la superficie del acero.3. Disminuye algo la dureza de la estructura de martensita porque aumenta la cantidad de austenita residual. Cuando se calienta entre Ac1 y Acm:La cementita presente en el acero templado aumenta la dureza y la resistencia al desgaste.

En la práctica el tiempo de calentamiento Tc puede incrementarse cada 10 grados centígrados, hasta llegar a su temperatura de austenitización y el tiempo de permanencia u homogenización Tp de 1 hora por cada 25 mm. El tiempo de calentamiento exacto solo puede establecerse por la vía experimental para una pieza dada en las condiciones concretas, pero se puede calcular de forma aproximada para lo cual existen varios métodos. Se puede tomar 1 min x mm en hornos de mufla y piezas de acero al carbono. Para aceros aleados debe incrementarse un 20 – 25%.

60


Una pieza templada se halla siempre en un estado de tensión estructural. El revenido es un medio necesario y radical para disminuir las tensiones residuales. El calentamiento del acero en el revenido aumenta la plasticidad, esto permite que, en los diversos volúmenes, las deformaciones elásticas se conviertan en plásticas, con lo cual disminuye la tensión.

Tipos de temple. Los diferentes tipos de temple, se pueden representar en la figura siguiente como es el diagrama T. T.T.:

1. Temple continuo (en un solo medio).2. Temple escalonado (en dos medios).3. Temple Escalonado (Mantempering).4. Temple isotérmico (Austempering).

Otros procedimientos de temple.

1. Enfriamiento en chorro de agua (mayor templabilidad).2. Temple con autorrevenido (para lograr que la dureza disminuya gradual y

uniformemente. Se emplea en herramientas, cortafríos, punzones, hachas, etc. Solo se le da dureza al filo.)

3. Enfriamiento subcero (para disminuir la austenita residual).

3.4 Tratamiento Térmico de Revenido.Uno de los orígenes de la aparición de grietas en las piezas templadas es la

presencia de tensiones internas producto de la transformación martensítica. Para

evitar este defecto es necesario aplicar el tratamiento térmico de revenido posterior al

temple.

61


Revenido: Es un proceso tecnológico de tratamiento térmico que consiste en el

calentamiento del acero templado hasta temperaturas por debajo de AC1,

mantenimiento y enfriamiento posterior a la velocidad adecuada. Su objetivo es

eliminar las tensiones internas y estabilizar la estructura martensítica.

Tipos de Revenido.

Revenido Bajo: Se realiza en el intervalo de temperatura de 150ºC a 250ºC. Se

utiliza para todos los aceros de herramientas de alto contenido de carbono.

Prácticamente no disminuye la dureza, pero disminuye las tensiones internas y parte

de la austenita residual.

Revenido Medio: Se realiza a 350 – 450ºC. Es muy utilizado en muelles y resortes.

Disminuye bastante la dureza y se eleva la tenacidad. Se obtiene una estructura de

troostita de revenido. También se puede utilizar en herramientas que deban tener

buena resistencia con suficiente elasticidad.

Revenido Alto: Se realiza a 500ºC – 650ºC. En este proceso, la martensita se

transforma en sorbita de revenido. Esta estructura garantiza una mejor combinación

de resistencia y plasticidad del acero. En la sorbita de revenido la cementita adquiere

forma granular, a diferencia de la obtenida en un normalizado. Como consecuencia

de esto se eleva notablemente la resistencia con la misma dureza o aún más elevada

con relación al acero normalizado. Este tipo de revenido se emplea para piezas de

acero que estén sometidas a elevada fatiga o cargas de impacto. El temple del acero

con un ulterior revenido alto se denomina termomejoramiento o bonificado.

3.5 Tratamiento Térmico de Recocido.

Recocido: Es una de las operaciones de tratamiento térmico más importantes y

utilizadas en el tratamiento térmico del acero. Consiste en calentar el acero hasta

una temperatura dada, un mantenimiento a esa temperatura y un enfriamiento lento

62


en el horno. Se obtienen estructuras de equilibrio, son generalmente tratamientos

iniciales. Ablandan el acero. Y los tipos principales se muestran en la siguiente figura:

1. Recocido Completo: Elimina las estructuras indeseables como la de Windmanstaeten. Afina el grano cuando ha crecido producto de un mal tratamiento. Para aceros ipoeutectoides.

2. Recocido Incompleto: Elimina tensiones. Solo recristaliza la perlita. Más económico.

3. Recocido de Globulización: Mejora la maquinabilidad en los aceros eutectoides e hipereutectoides.

4. Recocido de Recritalización: Disminuye tensiones. Elimina la acritud.

5. Recocido de Homogenización: Elimina la segregación química y cristalina. Se obtiene grano grueso. Es necesario un recocido completo posterior.

6. Recocido isotérmico: Economiza tiempo. Se emplea mucho en los aceros aleados. Se mantiene en baños de sales a temperaturas menores que A1

63


hasta que la descomposición de la austenita se produzca y después se enfría al aire.

El ciclo de los tipos de recocido se muestra también en la figura siguiente:

1. Recocido completo. 2. Recocido Incompleto. 3. Recocido de Globulización.4. Recocido Recristalización. 5 R. de Homogenización. 6. R. Isotérmico.

3.6 Tratamiento Térmico de Normalizado.Normalizado: Consiste en un calentamiento del acero aproximadamente 30 – 50ºC

por encima de Ac3 o Acm y un enfriamiento posterior al aire. Se produce durante el

mismo la recristalización y afino de la perlita. Se realiza con enfriamiento al aire. En

64


el caso de los aceros con bastante carbono y mucha templabilidad, este tratamiento

puede equivaler a un temple parcial, donde aparezcan productos perlíticos y

martensíticos. Para aceros con bajo contenido de carbono no aleados no existe

mucha diferencia entre el normalizado y el recocido. Para aceros de contenido medio

(entre 0,3 – 0,5%C) la diferencia de propiedades es mayor que en el caso anterior. El

normalizado da más dureza.

Objetivos del normalizado.

Subsanar defectos de las operaciones anteriores de la elaboración en caliente

(colada, forja, etc).

Preparar la estructura para las operaciones tecnológicas siguientes (por ejemplo

mecanizado o temple)

Puede ser un tratamiento térmico final.

3.7 TRATAMIENTO TERMICO DE LOS ACEROS ESPECIALES

Los aceros especiales o aceros aleados pueden definirse como aquel cuyas

propiedades características se deben a algún elemento diferente al carbono. Aunque

todos los aceros al carbono contienen moderadas cantidades de manganeso (hasta

del 0,9%), y silicio (hasta del 0,30%) no se consideran aleados, porque la función

principal del manganeso y del silicio es de actuar como desoxidadores. Ellos se

combinan con el oxígeno y con el azufre, para reducir el efecto nocivo de dichos

elementos.

Propósito de la aleación los elementos de aleación se añaden a l;os aceros para

muchos propósitos, entre los cuales los más importantes son:

a) Aumentar la templabilidad.

b) Mejorar la resistencia a temperaturas comunes.

c) Mejorar las propiedades mecánicas tanto como a altas como a bajas

temperaturas.

d) Mejorar la tenacidad a cualquier dureza o resistencia mínima.

65


e) Aumentar la resistencia al desgaste.

f) Aumentar la resistencia a la corrosión, y

g) Mejorar las propiedades magnéticas.

Los aceros especiales de mayor utilización son:

3.7.1 ACEROS RÁPIDOS.

En la mecanización de piezas especialmente en serie, se utilizan grandes

velocidades; esto ha obligado ha encontrar materiales de corte que tengan las

propiedades importantes siguientes:

resistencia.

dureza.

tenacidad.

resistencia al desgaste.

Y que no se vieran influenciadas por las temperaturas que se alcanzan en las zonas

de corte; la tecnología encontró el tipo de aceros adecuado, al que se llamó aceros

rápidos.

Los aceros rápidos; son aleaciones que una vez templados alcanzan una elevada

dureza másica ( hasta 70 HRc) y cuya microestructura martensítica de un alto grado

de revenido que confiere al acero cierta tenacidad en donde se encuentran

embebidos multitud de carburos de aleaciones muy duras que hacen que el acero

tenga excelente resistencia al desgaste.

Composición .- Los aceros rápidos; son aleaciones con composición química

siguiente:

carbono : 0.6 á 0.9%

tungsteno: 2 á 20%

cromo : 0.3 á 5%

66


vanadio : 1 á 2%

molibdeno : 2 á 10%

cobalto : 2.5 á 16%

El Tungsteno .- forma carburos grandes de alte fuerza; pero disminuye la tenacidad,

evita la descarburación y al sobrecalentamiento en el tratamiento térmico.

El Vanadio .- forma carburos, tiene facilidad para combinarse con el carbono, los

carburos de vanadio son duros del órden de 2800 vickers; aporta la resisitencia al

desgaste.

El Cromo .- origina carburos que se disulven al austenizar; poe esto el cromo

aumenta la templabilidad.

El Molibdeno .- tiene la propiedad de afinar el tamaño de grano.

El Cobalto .- es opcional, eleva la temperatura de fusión del acero al disolverse en la

matríz, permitiendo aumentar la temperatura de temple, que se traduce en mayor

dureza.

El azufre .- en cierta cantidad favorece el mecanizado.

El Nitrógeno .- evita el excesivo crecimiento del grano al aumentar la temperatura.

Ultimamente se investiga en agregar a éstos aceros porcentajes de titánio, tántalo,

niobio, aluminio, níquel. Los resultados son satisfactorios; pero no están establecidos

aún. Existen aceros rápidos superaleados, destinados a navegación aérea.

TRATAMIENTO TERMICO.

La gran cantidad de elementos de aleación que contienen los aceros rápidos

modifican enormemente el proceso de temple, diferenciándolo del concepto

67


adquirido para los aceros al carbono tradicionales; se aprecian notables diferencias

en los aspectos fundamentales como:

temperaturas de calentamiento.

En el enfriamiento.

Y en el revenido.

Por tanto, el proceso de austenitización consta de las etapas siguiente:

1º Atravezar la temperatura crítica para que austenice el material base.

2º Aumentar entonces suficientemente la temperatura para conseguir el

enriquecimiento en carbono de la matríz austenítica a costa de disolución de

carburos, a pesar de que de ésta forma se provoque la disolución de la aleación.

Las temperaturas de austenitización son de aproximadamente 1150 Cº y 1350 Cº.

El aumento de la temperatura puede ocasionar:

Crecimiento excesivo de grano austenítico.- el aumento del tamaño de grano,

provoca disminución de la tenacidad del acero y de la resistencia a la fatiga; esto

se evita aplicando un calentamiento adecuado: ESCALONADO.

Descarburación superficial .- la descarburación superficial conduce a una

zona crítica blanda y no apropiada para efectuar trabajo alguno.

Equipo adecuado para el trabajo en serie. - la necesidad de un control de

atmósferas y un equipo pirométrico.

Otra diferencia de la curva de tiempo temperatura y transformación en los aceros

aleados tienen una tendencia a mejorar la templabilidad de las probetas.

La temperatura de temple o austenitización, según sea su composición varía entre

1150 Cº á 1350 Cº. ( tablas del fabricante).

68


El calentamiento no es directamente contínuo y definitivo ; sino en partes para evitar

la formación de grietas; se recomienda: por ejemplo

1º calentamiento de 500 - 600 Cº

2º calentamiento de 830 - 860 Cº.

El enfriamiento del temple debe ser en aceite y si es posible en enfriamientos

escalonados. Ver figura 3.10

Én el revenido óptimo del acero puede conseguirse realizando el triple revenido a

560 Cº manteniendo cada vez el tiempo de una hora a la temperatura de revenido,

donde se va transformando la austenita residual a martensita. La microestructura

del acero templado y revenido debe estar formado por martyensita acicular fina y

carburos y si el revenido no es óptimo se encontrará en el acero austenita residual.

3.7.2. ACEROS MARAGING

Se denominan aceros maraging las aleaciones base hierro ricas en niquel y

molibdeno y con contenidos en carbono y muy bajos. El término acero se aplica aquí

en razón a las propiedades mecánicas de estas aleaciones que son incluso

69


superiores a las de los aceros. El término maraging proviene del tratamiento térmico

más peculiar de estas aleaciones, un envejecimiento(aging) artificial de

martensita(mar).

Figura 3.11 Diagrama de equilibrio metaestable del sistema Fe – Ni.

Los aceros maraging se caracterizan por su elevado límite elástico, por sus

resistencias mecánicas y química y por la posibilidad de variar grandemente las

propiedades con el tratamiento térmico. En estado hipertemplado son fácilmente

deformados y adquieren gran resistencia y conservan la tenacidad por

envejecimiento.

El carbono interviene, en los aceros maraging, como impureza. El endurecimiento

martensítico propio de los aceros al carbono y aleados apenas tiene interés práctico

en estas aleaciones. No obstante, en el sistema hierro-níquel, representado en la

figura 4.3, se ha comprobado que se obtenía martensita masiva para contenidos en

níquel superiores al 8% en peso. Si la aleación fuera mas pobre en níquel, enfriando

lentamente se obtendría ferrita y rápidamente martensita maclada. La temperatura

Ms (temperatura de transformación ) es el factor determinante del tipo de martensita

70

Tº

1001 - CALENTAMIENTO

801 -

200 -

1 - ENFRIAMIENTO

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %

Tº


800 -

600 -

0 - ENFRIAMIENTO

10 20 30

Ni %


a obtener. En efecto, si la Ms es elevada hay muchas posibilidades de que aparezca

martensita maclada, pero si Ms es baja predominará la martensita masiva.

El envejecimiento de la martensita masiva, conseguido calentado la aleación a

485ºC durante varias horas, origina mayor tenacidad que la maclada, a la par que

aumenta el límite elástico y la resistencia y disminuye las microtensiones residuales y

la resistividad eléctrica, lo cual está de acuerdo con la aparición de un precipitado.

Por análisis de rayos X se han identificado estos precipitados como compuestos

intermetálicos de fórmula Ni3Mo. Si el contenido de níquel es bajo o el de molibdeno

excesivamente alto, se presenta una tendencia a precipitar partículas de fórmulas

Fe2Mo y Fe7Mo6, que son algo menos endurecedoras que las anteriores. El titanio

también aparece formando precipitados, después del envejecimiento, de fórmula

Ni3Ti, isomórficos con los del níquel-molibdeno, de modo que es corriente la

aparición de compuestos intermetálicos de fórmula Ni3 (Mo, Ti).

La finalidad del cobalto, que a veces se agrega a la composición del acero

maraging, es evitar segregaciones y disminuir la temperatura de transformación

martensítica.

3.7.3 ACEROS INOXIDABLES. El acero inoxidable es una aleación a base de Fe

12% Cr, cantidades variables de Ni y muy bajo porcentaje de C.

USO: En aplicaciones resistentes al calor y la corrosión.

Los aceros inoxidables se dividen en 03 categorías y son:

a) ACEROS MARTENSITICOS AL CROMO TEMPLABLES

b) ACEROS FERRITICOS AL CROMO NO TEMPLABLES

c) ACEROS AUSTENITICOS AL Cr - Ni, NO TEMPLABLES

a) ACEROS MARTENSITICOS AL CROMO TEMPLABLES

71


Los aceros martensíticos al Cr Templables tiene una composición:

C = 0.08 a 1.1%

Cr = 11.5 a 18%

Ni 2.5 otros elementos en menor porcentaje.

Durante el tratamiento térmico debe evitarse:

- La carburación superficial, por que rebaja la resistencia a la corrosión.

- El contacto con el Zn o aleaciones de Zn, por que a altas temperaturas el Zn

penetra a la estructura cristalina produciendo fragilidad en los aceros martensíticos.

- Durante el calentamiento para el tratamiento térmico debe tenerse cuidado

para evitar la carburación, el calentamiento debe ser lento y gradual. Los principales

tratamientos térmicos son:

Recocido de Eliminación de Tensiones.- Las tensiones producidas por el

mecanizado, moldeo, etc. se eliminan mediante el recocido y su ciclo térmico se

indica en la figura 3.12.

Temple.- Se trata de transformar la austenita en martensita (M) y no se forme ferrita

() con la finalidad de obtener elevada dureza y resistencia mecánica óptima. El ciclo

de tratamiento se observa en la figura 3.13.

72

Fig. 3.12 Recocido de eliminación de tensiones .

t

ENFRIAMIENTO - AIRE

1 a 2


b) ACEROS FERRITICOS AL CROMO NO TEMPLABLES

La composición porcentual de estos aceros está comprendido en los límites:

C = 0.08 - 0.20 %

Cr = 14 - 27 %

Ni = trozos

Dado el poco contenido de cartbono y el mucho contenido de Cr, estos aceros no

son templables ni aún enfriando rápidamente. Salvo los aceros con Cr <18% toman

un ligero temple pero en los aceros con Cr > 18% no toman temple.

Recocido.- Se someten a un recocido de la forma siguiente:

. Calentamiento lento, hasta unos 850ºC

. Mantenimiento a dicha temperatura durante unas 2 horas

. Enfriamiento brusco en agua

Se puede observar en la figura 3.14.

73

Fig. 3.13 Temple y revenido de un acero inoxidable

1

t

T

HASTA LA DISOLUCION TOTAL DE LOS CARBUROS

ENFRIAMIENTO RAPIDO EN AGUA

TEMPERATURA DE

REVENIDO


Con este tratamiento térmico se eliminan las tensiones internas y aumenta

ligeramente la resiliencia.

c) ACEROS AUSTENITICOS AL Cr - Ni, NO TEMPLABLES (no

templables)

Tiene una composición:

C = 0.08 - 0.2 %

Cr = 16 - 26 %

Ni = 6 - 22 %

Añadiendo: Ti, Mo y NIOBIO, resisten mucho a la corrosión

Con el recocido toman una estructura austenítica que pertenece inalterable aún

enfriando bruscamente; no tiemplan salvo una fina capa superficial que endurece

algo.

Cuando se pretenda aumentar la dureza hay que recurrir a un tratamiento mecánico

de deformación en frío.

74

Fig. 3.14 Recocido de un acero inoxidable

850

T

t

2 horasENFRIAMIENTO EN AGUA


Recocido.- Se realiza con el objeto de eliminar las tensiones internas debido ala

deformación en frío. El ciclo de recocido es:

. Calentamiento lento y gradual hasta unos 1050º C para disolver los carburos

precipitados

. Permanecer a ésta Tº unos 15 minutos hasta completar la austenitización.

. Enfriamiento brusco en agua, para mantener en solución los carburos de

cromo.

Revenido.- Se somete a este tratamiento para eliminar las tensiones internas

originadas por la deformación o de embutido en frío, el tratamiento consiste en:

. Calentamiento lento y gradual hasta 400 ºC.

. Mantener xxxxx 1 hora a dicha temperatura

. Enfriamiento al aire en reposo

El ciclo tanto de recocido y revenido es:

T

3.7.4 ENDURECIMIENTO POR PRECIPITACION

75

PARA DISOLVER LOS CARBUROS PRECIPITADOS

FIG. 3.15 RECOCIDO Y REVENIDO DE UN ACERO AUSTENITICO

t

1050 º

15 MIN

RECOCIDO

1 HORA A 400º

REVENIDO

ENFRIAMDIENTO BRUSCO EN AGUA


INTRODUCCION.- El endurecimiento por precipitación también se llama

endurecimiento por envejecimiento y se entiende así a las modificaciones que en sus

propiedades mecánicas y tecnológicas experimenta con el tiempo una aleación

expuesta a temperaturas ambiente. Esto en forma natural o artificial.

Se basa a la existencia de soluciones sobresaturadas en condiciones de enfriamiento

muy rápido precipitando el elemento en exceso y estas precipitaciones distorsionan

la red cristalina aumentando la dureza y la fragilidad del metal.

La importancia dela curva de solubilidad " solvus "

Para aplicar este tratamiento térmico de solubilidad "SOLVUS" de diagrama de fse

dela aleación debe cumplir:

. El diagrama de equilibrio debe mostrar solubilidad sólida parcial.

. La línea solvus en el diagrama de fases debe ser inclinada de tal manera que

haya mayor solubilidad a mayor temperatura.

El tratamiento tiene 02 etapas:

a) TRATAMIENTO DE SOLUCION

b) TRATAMIENTO DE ENVEJECIMIENTO

a) TRATAMIENTO DE SOLUCION (o Tratamiento de Disolución)

Esta etapa se conoce también como el TEMPLADO y consiste en que una aleación

adecuada es calentada a una temperatura a la cual se calienta una 2da FASE (que

generalmente está presente en pequeñas cantidades) se deja la aleación a esa

temperatura hasta obtener una solución, sólida homogénea y se le enfría

bruscamente o rápido para crear una condición sobresaturada inestable.

b) TRATAMIENTO DE ENVEJECIMIENTO

76


La precipitación del elemento con exceso o sobresaturado ocurre por un proceso de

NUCLEACION Y CRECIMIENTO, con la nucleación se inicia la precipitación; luego la

precipitación puede ser simultáneamente con el crecimiento. El ciclo es el siguiente:

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Fig. 3.16 ENDURECIDO POR PRECIPITACION

t

ENFRIAMIENTO RAPIDO EN AGUA (EN AGUA HIRVIENDO PARA AMINORAR LA

DISTORSION)

ENFRIAMIENTO QUE PREVIENE LA DIFUSIÓN.

SE OBTIENE SOLUCION SOLIDA HOMOGENEA

TEMPERATURA DE HOMOGENIZACION

SE CREO UNA CONDICION SOBRESATURADA

3ro Cap 3 Tt Del Acero

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