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transformaciones de materiales
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TABLA DE CONTENIDOS
1. Deformación plástica
2. Transformaciones de la austenita
3. Tratamientos térmicos
1. Deformación plástica
Deformación plástica:
* Cambio irreversible en dimensiones y/o forma que experimenta un sólido, cuando las fuerzas que actúan sobre él dejan de hacerlo
* Requiere de la aplicación de esfuerzos el metal
* La deformación plástica puede ser realizada en frío (trabajo en frío) o caliente (trabajo en caliente)
1. Deformación plástica
Trabajo en frío:
Deformación plástica producida a T < 0,5 Tf
Consecuencias en propiedades mecánicas:* Incremento en esfuerzo de cedencia, UTS y dureza* Disminución en ductilidad
% reducción en frío % reducción en frío
1. Deformación plástica
RECOCIDO
* Tratamiento térmico que alivia tensiones o esfuerzos residuales
* Presenta etapas en función de la temperatura: recuperación, recristalización y crecimiento granular
Deformación en frío
Recuperación Recristalización Crecimiento de grano
1. Deformación plástica
Trabajo en caliente:
Deformación plástica producida a T > 0,5 Tf
Durante el proceso el metal sufre un tratamiento térmico in-situ
Porcentaje de trabajo en caliente: % HW = [(A0 - Af) / A0] x 100
curvas S vs E para acero estructuralentre 24 y 650ºC
1. Deformación plástica
Diferencias entre trabajo en frío vs trabajo en caliente
Recuperación dinámica
ExD y recuperación dinámica
+
+
Estructura original
Estructura “nueva”
En caliente
Estructura deformada
Estructura original
En frío
ExD
T2 Transformación Perlítica (T1 a T2)
T3 Transformación Bainítica (T1 a T3)
T4 Transformación Martensítica (T1 a T4)
Tipos de Temple
T1
γFe3C
α
450
200
721
0,022 0,77
2. Transformaciones de la austenita
Microestructura de equilibrio en sistema Fe-C:
Austenita
Enfriamiento lento
Perlita ( α + Fe
3C)
2. Transformaciones de la austenita
Microestructura fuera del equilibrio en sistema Fe-C:
Austenita
Enfriamiento moderado
Bainita ( α + Fe
3C)
2. Transformaciones de la austenita
Reacción Bainítica:
* Reacción que obedece a mecanismos de difusión a corta distancia
* Ocurre a temperaturas entre ferrita y martensita, leídas en diagrama TTT
* Morfología presenta nódulos de Fe3C
2. Transformaciones de la austenita
Microestructura fuera del equilibrio en sistema Fe-C:
Austenita
Enfriamiento rápido
Martensita ( α sobresaturada)
2. Transformaciones de la austenita
Reacción Martensítica:
* Transformación de estructura cristalina BCC a BCT * Mecanismo operante es adifusional, depende únicamente de la temperatura de temple* Composición química de martensita coincide con la austenita original* Temperatura de inicio y fin de transformación leídas en diagrama TTT* Morfología con listones o placas
Consecuencias de la presencia de martensita:i) Aumenta la resistencia mecánica y dureza del aceroii) Disminuye ductilidad y propiedades al impacto
2. Transformaciones de la austenita
Diferencias entre propiedades mecánicas en microestructuras del acero
2. Transformaciones de la austenita
REVENIDO
* Tratamiento térmico para evitar la fragilización de la martensita
2. Transformaciones de la austenita
3. Tratamientos térmicos
Tratamiento térmico:
Calentamiento de un metal (parte o pieza) a una temperatura T y un tiempo definido.
El calentamiento puede tener los siguientes propósitos :* Homogenización de la microestructura* Solubilización elementos aleantes* Transformaciones de fases* Alivio de tensiones
3. Tratamientos térmicos
Recocido (perlita gruesa):
* Proceso durante el cual los efectos del endurecimiento causados por trabajo en frío son eliminados o mermados (alivia tensiones o esfuerzos residuales)
* Proceso es impulsado por la energía acumulada por la deformación en frío
A3
A1Acm
* calentamiento a T = Σ (A3 + 15-40ºC ) para < 0,8%C
* calentamiento a T = Σ( A1 + 15-40ºC) para > 0,8%C
3. Tratamientos térmicos
Etapas del recocido:
* RecuperaciónAplicación de baja temperatura provoca movimiento de dislocaciones, propiedades mecánicas se conservan
* Recristalización Aplicación de mayor temperatura provoca nucleación y crecimiento de nuevos granos, disminución de dislocaciones por lo tanto baja la resistencia mecánica
* Crecimiento granularGranos crecen en función de la temperatura
3. Tratamientos térmicos
Temple (martensita):
* Homogeneización hasta fase gamma (sobre A1, A3 y Acm) y enfriamiento rápido para obtener martensita
3. Tratamientos térmicos
Revenido (martensita):
* Tratamiento térmico para evitar la fragilización de la martensita
A3
A1
Acm
calentamiento bajo A1, mantendiendo un tiempo definido y dejando enfriar hasta temperatura ambiente
3. Tratamientos térmicos
Normalizado :
* Tratamiento térmico para obtener microestructura específica (perlita fina)
* calentamiento a T = Σ(A3 + 55-85ºC), seguido de enfriamiento muy lento en horno
A3
A1
Acm
3. Tratamientos térmicos
Esferoidización :
* Tratamiento térmico para obtener microestructura específica (glóbulos de perlita)
* homogeneización bajo A1 hasta 700 °C por 24 horas
A3
A1
Acm