Jorge - aceros del perú

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J
y
Hola so
Asesor de:
Les presento el
Boletín Nº 5
¿Qué pasa con los Aceros
durante el tratamiento
térmico? 2da Parte
Una vez que hemos calentado una pieza de acero a temperaturas elevadas, esta
debe ser enfriada a fin de completar su transformación. Debemos comprender
que las transformaciones durante el enfriamiento es otra responsabilidad
importante dentro de los Tratamientos Térmicos. En el presente boletín
aprenderemos un poco más del tema.
Tipos de Diagramas de
transformación de Enfriamiento
Los diagramas de transformación son simplemente otra forma de hoja de ruta que nos permita
predecir la respuesta de un acero para el tratamiento térmico. Hay dos tipos principales de diagramas de transformación de enfriamiento, y es importante que entendamos lo que cada uno es y
cómo podemos usarlos.
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ACEROS DEL PERU
Diagramas de TemperaturaTransformación (TTT)
También conocido como transformación isotérmica (IT), los diagramas TTT miden la velocidad de
transformación a una temperatura constante
(isoterma), ver Figura Nº 1. En otras palabras, una
vez que la pieza es Templada, se enfría rápidamente a una temperatura inferior, de acuerdo al
medio de temple y se mantiene a esa temperatura, mientras que la tasa de transformación se
mide. Los diferentes tipos de micro-fases (ferrita,
perlita, bainita, martensita) se indican en el
diagrama junto con los tiempos de espera para
cada transformación.
El estudio de estas curvas ha permitido deducir
que los distintos elementos de aleación modifican profundamente la forma de las curvas TTT.
Estas influencias se debe a variados hechos
tales como: estabilización de la austenita que se
traduce en un aumento del periodo de incubación, disminución de la velocidad de difusión
que ocasiona un descenso en la velocidad de
transformación, y formación de carburos
mixtos influyendo sobre la germinación.
La influencia de cada elemento puede ser
distinta de otro, mientras unos desplazan hacia
la derecha toda la curva, otros tienden a acentuar la separación entre las dos zonas desplazando hacia la derecha sólo una de ellas. En
cambio, los elementos de aleación varían
asimismo la temperatura Ms (inicio de martensita), desplazándola por lo general a temperaturas más bajas.
.
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ACEROS DEL PERU
Diagramas de Transformación por
Enfriamiento Continuo (CCT)
También conocido como la transformación de
enfriamiento (CT), los diagramas CCT miden el
grado de transformación en función del tiempo
de un constante cambio (disminución) de temperatura (Figura Nº 2). En otras palabras, una pieza
de acero es Templada y luego se enfría a una velocidad predeterminada, y el grado de transformación se mide utilizando técnicas como la dilatometría, permeabilidad magnética u otros métodos físicos.
Una mirada cercana a los diagramas TTT
(Temperatura – Tiempo – Transformación)
Los diagramas TTT son útiles en la planificación
de los tratamientos térmicos y en la determinación de la velocidad de enfriamiento crítica,
siendo la velocidad de enfriamiento de temple
mínima para formar una estructura martensítica. Si la transformación de austenita a martensita es incompleta, por lo general la austenita
retenida se transforma durante el temple en la
transformación de productos indicados en el
diagrama TTT. Estos diagramas ofrecen, todos
los datos necesarios para la realización correcta de los tratamientos térmicos isotérmicos en
su amplia gama de variedades y con los que se
asignan en la mayoría de los casos una mejora
en las propiedades del acero, como se ha
demostrado en numerosos casos.
En general, los diagramas TTT nos permitirán
obtener información limitada sobre la influencia de elementos de aleación sobre las transformaciones durante el enfriamiento continuo
mediante la comparación de las temperaturas
a las que se producen los productos de transformación.
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ACEROS DEL PERU
Una mirada cercana a los
diagramas CCT
Diagramas CCT muestran las proporciones
aproximadas de las fases más importantes y la
dureza de las microestructuras obtenidas. El
efecto de temple en los niveles de dureza se
demuestra a menudo también. El efecto de
endurecimiento del acero se puede ver directamente en el diagrama – los aceros de baja templabilidad muestran la transformación temprana, sobre todo en la parte superior izquierda
del diagrama (de ferrita y perlita o bainita). En
contraste, los aceros de alta templabilidad
exhiben curvas en el lado derecho inferior del
diagrama, con austenita cambiando predominantemente a martensita, sobre un amplio
rango de espesores y de velocidades de
temple.
La mayor parte de los tratamientos térmicos aplicados al acero son a base de un enfriamiento continuo, se resalta el hecho que dependiendo del
tratamiento térmico, puede variar considerablemente la severidad del enfriamiento. Los diagramas CCT son una herramienta útil para predecir la
microestructura alcanzada durante un enfriamiento típico después del tratamiento térmico.
Podemos medir o calcular, las tasas de enfriamiento en cualquier punto dentro de una pieza
de acero (superficie, el núcleo, a mediados de
radio).
Los diagramas CCT se han desarrollado para
muchas composiciones de acero mediante el uso
de diversos métodos experimentales. Uno de
estos métodos, es el uso de barras de Jominy con
termopares
conectados a lo largo de la longitud
e
de la barra. Las microestructuras están correlacionadas con las tasas de enfriamiento a partir de las
lecturas de los termopares.
e
Un diagrama
CCT que indica los productos de
c
transformación obtenidos en diferentes velocidades de
c enfriamiento se desarrolló a partir de la
información Jominy. Así, la dureza del acero nos
permite desarrollar un enfoque de ingeniería a la
comprensión de los efectos de la extinción en los
distintos medios de enfriamiento (consulte la
sección "Prueba de Jominy, el lado práctico", octubre de 2001).
E
t
v
e
t
Por el contrario, de gran dureza muestran las
curvas de acero en la parte inferior del lado
derecho del diagrama con el cambio de austenita a martensita principalmente en un amplio
rango de espesores de parte.
TTT y CCT
los diagramas
de diagramas
cercana a los
mirada
comparación
Una
Una
TTT y CCT – Tiempo – Transformación)
(Temperatura
En los diagramas CCT los productos de transformación (martensita-bainita-perlita) se indican en la parte inferior del diagrama, mientras
que se muestran en el lado derecho del diagrama TTT. Los cambios de fase se registran
dentro de los límites de inicio y finalización en
los diagramas CCT, entretanto en los diagramas TTT estas regiones indican la transformación de fase en sí mismos.
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ACEROS DEL PERU
La mayor parte de los tratamientos térmicos aplicados al acero son a base de un enfriamiento continuo, aunque de acuerdo al tipo de tratamiento
térmico, puede variar la severidad del enfriamiento. En este sentido, es importante considerar lo
siguiente:
Los diagramas CCT general se refieren a la composición química promedio, variaciones en la
composición puede dar lugar a diferencias considerables en la microestructura y las propiedades.
También hay rangos críticos de espesor, donde
las velocidades de enfriamiento bien sea un poco
más lento o más rápido pueden producen cambios significativos en la microestructura. Los cambios en contenido de carbono y manganeso
pueden tener efectos pronunciados en estos
rangos de espesor.
Una dificultad importante en la construcción de
diagramas CCT es la interpretación del comportamiento de la transformación, martensita y bainita
se ven afectados por cambios en la composición
de la matriz de austenita que puede haber resultado de una formación antes de ferrita o la precipitación
t de carburo a temperaturas más altas.
t
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Un tratamiento térmico anterior puede
afectar al tamaño de grano y por lo tanto,
modificar las transformaciones posteriores
de enfriamiento. La temperatura de temple
puede afectar la transformación de la austenita debido a la formación de carburo. En
consecuencia, los carburos no disueltos
pueden estar presentes. Estas consideraciones deben ser tenidas en cuenta al utilizar o adaptar los diagramas CCT. De igual
manera, se debe considerar el tipo de energía aplicada (de inducción, la llama, láser),
un rápido calentamiento y tiempos cortos
tiempos de tratamiento térmico tiene un
efecto drástico en el estado de la austenita
y, como resultado de la exactitud de los
diagramas CCT.
Factores
a tomar
en cuenta
ACEROS DEL PERU
Otro caso a tomar en cuenta, es la soldadura
siendo un proceso muy difícil predecir con
estos tipos de diagramas.
Otro factor es la severidad del enfriamiento y
el grado de agitación, los efectos de los
cuales sólo se puede determinar experimentalmente. El enfriamiento por aire es normalmente el principal criterio para el desarrollo
de estos esquemas. Medios como el Agua y
las Sales se representan como un medio de
enfriamiento estándar medio-rápido
Recapitulación
Pocos procesos de tratamientos térmicos implican la transformación isotérmica, y la mayoría de
microestructuras se producen como resultado
de las operaciones de enfriamiento continuo. Si
la velocidad de enfriamiento es lenta, la microestructura se ajusta más a la indicada en la parte
superior de un diagrama TTT. Las tasas de enfriamiento más rápidas, sin embargo, se desvían
considerablemente durante el proceso de transformación.
Los técnicos involucrados en el tratamiento
térmico, deben ser consciente sobre los dos
tipos de diagramas de transformación, el uso de
diagramas CCT a menudo es más directamente
aplicable a microestructuras que se producen en
el centro de una parte de un tratamiento térmico bajo condiciones del mundo real. Por esta
razón, son una herramienta muy valiosa.
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