Page 1

, e g r o 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.

1


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. .

2


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.

3


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.

4


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

5

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.

6

Boletín Aceros del Perú  

Aceros del Peru

Advertisement