Tratamientos térmicos: Combinación de operaciones de calentamiento y enfriamiento, de tiempos determinados y aplicadas a un metal o aleación en estado sólido en una forma en que se producirá las propiedades deseadas. Todos los del acero incluyen transformación o descomposición de la Austenita.

Primer paso calentar a una temperatura por encima del intervalo crítica para formar austenita. La velocidad del calentamiento es mas importante cuando se han producido esf residuales (se debe hacer lento) para evitar la distorsión. Más lento menos distorsión

Recocido tota: Calentar el acero a T adecuada y luego enfriar lentamiente a lo largo del intervalo de transf. Preferentemente en un horno o cualquier material que sea buen aislante. Generalmente el enfriamiento lento continúa a T más bajas.

El prop puede ser refinar granos proporcionar suavidad, mejorar prop elect y magn y a veces mejorar el maquinado.

Ara aceros hipoeutectoides lo ideal es elevar la T màs alla de la A3 (50ºF)

El acero recocido hipereutectoude será de granes áreas de perlita laminar, rodeadas por una red de cementita proeutectoide. Es por eso que es frágil y el recocido nunca debe ser un tratamiento final ara hipereutectoides. Además fronteras gruesas crearán maquinabilidad deficiente.

Se uede estimar una dureza en base a la relación entre ferrita, perlita y cementrita.

Hipoeutectoides:

Resis tensil apr [40000 (%Ferrita)+ 120000 (porcentaje de perlita)] /100

No puede aplicarse a hipereutectoides, ya que su resist está determinada por la red de cementita en la fase continua .

Esferoidización

Un acero recocido hiper con microestructura de perlita y una red de cementita suele dar maquinabilidad deficiente.Debido a la cementita la herramienta de corte no puede cortar a través de las placas resultando una superficie mellada. Mejorará la maquinabilidad un recocido de esferoidización. Producirá carburo esferoidal en matriz ferritica. Uden emplearse alguno de estos métodos:

1. Mantener durante un tiempo prolongado una T justamente por debajo de la línea cr inf.

2. Calentar y enfriar alternadamente entre T justo por encima o por debajo de línea cr inferior

3. Calentar a T o por encima de la l cr inf y luego enfriar muy lentamente o mantener una T justo por debajo de la línea critica inf.

Mantener un tiempo prolongado a la elevada temperatura despedazará completamente la estructura perlitica y la red de cementita. Fe3C se convertirá en esferas. Las partículas y la estructura completa se podrá llamar esferoidita. La diferencia s la forma de la cementita .

Es deseable la esferoidita cuando es importante una min dureza, max ductilidad o mac maquinabilidad en aceros al alto carbono.

Aceros de bajo carbono raramente se esferoidizan por maquinado (excesivamente suaves y gomosos) ; calor en la herramienta de corte. Algunas veces aceros al mmedio carbono se esferoidizan para max ductilidad. Si el acero se mantiene mucho tiempo en T esferoid por recodico, ls partículas de cementita se juntaran y alargaran, reduciendo la maquinailidad.

Recocido para eliminación de esfuerzos: Llamado recocido subcritico, útil para eliminar esf residuales se lleva a cabo debajo de línea critica inferior.

Recocido de proceso: Al calentar acero a una T por debajo de la temperaura de la línea critica inf. Despues se aplica trabajo en fro y suaviza el acero, mediante recristalizacion.

Normalizacion: Al calentar aprx 100F por encima de la línea de t critica superior (A o Acm) seguida por un enfriamiento en aire quiero hasta la Tamb.

El propósito es conseguir un acero mas duro y mas fuerte que el obtenido en un recocido total ( a veces tt final) . Hiper calentar encima de Acm. Puede utilizarse para mejorar maquinabilidad, modificar y refinar las estrucutra dendríticas, refinar el granoy homogeinizar la microestructura para mejorar respues en op de endurecii ento. Para hiper reducirá continuididad de la red de cementita proeutectoide y en algunos casos puede eliminarse por completo. Aumentan resistecia especialente mas de 0,8% CAfecta T de transf de austenita y fineza de la perlita si la perlita gruesa recocida tiene 10Rc, perlita normalizada tendrá 20Rc. Enfriamiento fuera del eq mueve el punto eutectoide a un contenido menor de C en hiper y a un contenido mayor de C en hipo. Perlita más fina y abundante que con el recocido.

Endurecimiento: Sin tiempo suficiente de gamma a alfa para que el carbono se difunda pese al mov de atomos y sea bcc. Esta es la martensita, c/a aumenta con el contenido de carbonoa un max de 1,08. Estructura reticular altamente distorsionada. Estructura blanca acicular tipo aguja. Caracteristicas importates de la transformación de la martensita:

1 Adifusiva: Y no hay cambio de composición química.

2. Se verifica solo durante el enfriamiento y cesa si se interrumpe. Depende de la disminución de T e indep del tiempo-> transf atérmica. La cantidad formada no es lineal al cambio de T. al principio es pequeño, después aumente y finalmente disminuye.

La temperatura de inicio de formación de la martensita se conoce como temperatura Ms y la de la fnal de formación como Mf

3. La transformación de la martensita en una aleación no puede eliminarse ni la temperatura Ms, modificarse al cambiar la rapidez de enfriamiento. El intervalo de formación es característico de la aleación y n puede disminuirse al aumenta la rapidez de enfriamiento Ms parece solo depender de la composición química.Ms (F)= 1000-(650*%C)- (70%-%Mn)- (35*%Ni)-(70*%Cr)-(50*%Mo)

Mt a vecese no está definida. En teoría nunca es completa y pequeñas cantidades de austenita retenidas se preserva a bajas T. Mf a veces se toma hasta dnde se la pueda ver.

4. La martensita probablemente nunca está en condiciones de eq real, aunque puede persistir en modo indef en o cera de T ambiente. Piuede considerarse como una transición entre la fase inestable de la austenita y la condición final de equilibrio de una mezcla de ferrita y cementita.

5. La propiedad mas significativa es su potencial de dureza. Siempre mas dura que austenita y dureza extrema con altos % de carbono. Max dureza solo es función del contenido de carbono.

Se descubrió que es un tipo básico de reacción en el estado solido

El propósito del endurecimiento es producir una estructura totalmente martensitica y la min rapidez de enfrimiento que evitara laformacion de cualquiera de los productos mas suaves de transoformacion ”rapidez cr de enfriamiento” determinada por la composición química y el tamaño de grano austenitico ( que indica que tan rápido debe enfriarse un acero para forar solo martenista)

Diagrama de transformación isotérmica

Se parte estudiando la mas simple: eutectoideya que no hay constituyente proeutectoide presente.

Pasos para determinar un diagrama de transformación isotérmica son:

1. Prepara un gran número de muestras cortadas de la misma barra. A veces se pasa un alambre por un agujero en la muestr para que reacciones rápidamente con los cambio de temperatura.

2. Colocar las muestras en un horno o en un baño de sal a la temperatura de austenización adecuada. Se deben dejar por un tiempo suficiente para que lleguen a ser austenita por completo.

3. Colocar las muestra e un baño de sal fundida para que se mantenga a una T cte subcritica (T por debajo de Ae1)

4. Despues de varior los intervalos de tiempo en el baño de sal, cada muestra se templa en agua fría o salmuera enfriada con hielo.

5. Despues del enfrimaiento, a cada muestra se le toma la dureza y se estudia microscópicamente.

6. Se rrepiten los pasos anteriores a T subcriticas hasta que se determinan suficientres puntos para graficas las curvas den el diagrama.

Se tendría interés por ver que sucede a 1300F pero n se puede, se debe relacionar el examen micro de T ambiente a lo que sucede a T elevada

1. La martensita se forma solo de la austenita casi inst a bajas T.2. Si la austenita se transforma a una T mayor a una estructura est a T amb, un

enfriamiento rápido no cambiara el proceso de transformación.

El exp se repite a diferentes T subcriticas hasta que se determinan suf puentos para du¡ibujar una curva que muestr el principio de transformación, otra que indique el fin y una punteada que muestre el 50% del tranformado. Para un exacto se requieren mas de un ciento de muestras

Arriba austenita estable, a la izqu austenita inest, a la derecha de la línea de fin de transf es el producto al que se transformará la austenita a T cte ; y el área entre el principio y el fin de transf, marcada por A+F+C consta de tres fases: Austenita, ferrita y carburo, o austenita con el producto transformado. El punto al principio mas alejado a la izq se conoce como nariz. En todos los diagramas menos en el eutectoide hay una línea adicional por encima de la región de la nariz. La primera línea a la izq indica el principio de la transformación de austenita a ferrita proeutectoide en aceros hipo o cementita proeutectoide en aceros hiper, en tanto que la segunda línea indica el principio de la transf de austenita a perlita. El área entre las dos líneas se marca como A+F o A+C, estas líneas se unen gralmente en la nariz. La T Ms se indica como una línea horizontal M50; M90. En algunos estos se determinan por medición directa por técnica metalográfica , en otros se calculan por medio de una formula empírica.. Metalograficamente se debe templar en forma drástica una muestra por dbajo de Ms (20% aprx) si esta muestra se recalienta por un tiempo breve

a una T por debajo de la línea cr inf y luego templar la muestra exhibirá una martensita oscura 20% y 80% blanca

Transformación a perlita y bainita:

El producto por encima de la nariz es perlita; po r debajo de Ae1 se forma perlita gruesa 15Rc.

Conforme la T de transf y la fineza de la perlita disminuyen, la dureza aumentará

.

Bainita a 950F

Se ve negra, parece una perlita y se ve como una pluma: bainita superior.

A bajas temperaturas aparece una negra tipo aguja que se parece la martensita: bainita inferior. Mientra que la perlita es nucleada por un cristal de carburo, la bainita lo es por un cristal de ferrita.

La dureza va desde 40Rc de la bainita superior hasta 60Rc de la bainita inferior.. Este incremento de dureza es reflejo del decremento en tamaño y espaciado de las plaquetas de carburo conforme la t de tras disminuye.

Curvas de enfriamiento y diagrama TI

Curva de enfrimianeto; se determina experimentalmente colocando un termopar en un lugar definido en una muestra de acero y midiendo la variación de temperatura con el tiempo. Como las coordenadas del diagrama T-I son las misamas que para la curva de enfriamiento es posible sobrepone varias curvas de enfriamiento.Por debajo de la T de perlita gruesa, ñla rapidez de enfriamiento no tendrá efecto en la microestructura o propiedades. El material puede enfriase rápidamente sin que haya cambio alguno

2 corresponde a un ciclo de recocido o isotérmico. Se lleva a cabo enfriando el material rápidamente desde arriba del intervalo critico hasta una temperatura predeterminada de la porción superior del diagrama TIy manteniéndolo durante el tiempo indicado para producir la transf completa. En cambio del recocido convencional, este producirá una microestructura y dureza más uniformes, en muchos caso con un ciclo más corto.

3 es una típica normalización . mostrara mayor variación en la finura de la perlita y menos perlita gruesa que el recocido .

4 es típico temple lento en aceite, la micrografía será una mezcla entre perlita gruesa y fina.

5 Rapidez intermedia en enfriamiento. Se mantendrá en 25% de perlita hasta que cruce la línea s

6 es un templedrástico, lo suficiente para evitar la nariz

7 es tangenete a la nariz; es la rapidez de enfriamiento critica (REC) aproximada para el acero.

R menor formara algo mas blando

R mayor formará solo martensita

Es posible tener 100% perlita y 100% martensita pero no 100% bainita

Transformación a enfriamiento continúo:

Teóricamente esas curvas no deberían sobreponerse. Diagrama T-E (transformación- enfriamiento)

Muestra que la nariz se movio hacia abajo a la derecha por enfriamiento continuo , la rapidez de enfrimianto se vuelve mas lenta. La bainita no se forma en cantidades apreciables (diferente para aceros aleación) , la zona de perlita esta relaivamente lejos y no abrca la región de bainita. Con rapideces desde 2100 hasta 54000F/hr es posible obtener grandes cantidades de bainita en la microestructura. El diagrama TI es útil para planear tratamientos térmicos y entender porque el acero responde como lo hace a untratamientotermico especifico, pero no puede usarse para predecir con exactitud el curso de la transformación bajo enfriamiento continuo.

Solo representa unas muestras, otras coladas o otras localizaciones de coladas variaran.

Posición de las curvas TI:

Solo hay dos factores: composición química y tamaño de grano austenitico.

Gralmente un incremento en C, aleación o tamaño de grano siempre retarda la transformación (las mueve a la derecha), por lo menos a temperaturas superiores a la nariz Hace más fácil la formación de martensita, más capacidad de endurecimiento.

Aunque aleaciones tienden gralmente a retrasar el principio de la transformación e increentar el tiempo de terminación difieren en magnitud y efecto. Algunas hacen que parezcan una S.

En orden de los que más lo mueven: Vanadio, tungsteno, molibdeno, cromo, manganeso, silicio y niquel (menos sabor)

Mas grueso el tamaño de grano (más número) , Mas gande el número, más fino

Rapidez de enfriamiento menos significa reducir el peligro de distorsion y agrietamiento, myor # de tamaño de grano es menor tenacidad. Es mejor jugar con la composición química

Endurecimiento o temperatura de austenización:

T austenizacion es de unos 50F por arriba de la línea de T critica superior (A3) ; es la misma temperatura de recocido recomendada. A cualquier T debajo de A3 habrá alguna ferrita proeutectoide presente que se mantendrá después del temple y dará lugar a áreas blandas y de menor grado de dureza.

Para aceros hiper, la Taust suele esta entre Acm y A3 y por tanto, los carburos disueltos tenderán a estar presentes en la microestructura a T ambiente.

La línea Ac sube tan inclinadamente que se puede necesitar una T muy alta para disolver toda la cementita proeutectoide en la austenita. Esto tiende a desarrollar un grueso e indeseable tamaño de grano austenitico , con peligro de agrietamiento al enfriarse.

Homogeneidad en la austenita:

Uniformidad en el contenido de carbono de los granos de austenita. Si un acero hipo se calienta para endurecerlo, cuando la línea A3 se cruza, los granos de austenita no serán uniformes en el contenido de carbono , los granos de austenita formads de la perlita contendrán .8% de C. Por tanto tenderán a formar estructuras no martensiticas . Esto se evita con calentamiento muy lento, uniformidad por difusión ; sin embargo, el enorme tiempo no lo hace comercial.. Un mejor método es calentar extensamente el material a T de austenizacion.

A esta T la difusión es rápida y la uniformidad se establecerá en un tiempo corto. Una hora por cada pulgada de espesor o diámetro.

Medio de temple:

Lmuera

Agua

Sales Fundidas

Aceitre soluble y sol acuosas

Aceite

Aire

Templabilidad