punto eutectico.pdf

67
AEJB 1.-Definiciones 2.-Diagramas de Equilibrio de Fases 2.1.-Introducción 2.2.-Tipos de Diagramas de Fases 2.3.-Construcción de Diagramas 2.4.-Desarrollo de Microestructuras 2.5.-Resumen 3.-Diagrama Fe-C 3.1.-Puntos Críticos 3.2.-Estructuras Cristalinas 3.3.-Clasificación 3.4.-Componentes Estructurales 3.5.-Tratamientos Térmicos 3.5.1. Diagrama TTT 3.5.2. Componentes Estructurales 4.-Clasificación de los aceros TEMA 1.- CONCEPTOS PREVIOS TEMA 1.- CONCEPTOS PREVIOS

Upload: kelly-gomez-coca

Post on 05-Nov-2015

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • AEJB

    1.-Definiciones2.-Diagramas de Equilibrio de Fases

    2.1.-Introduccin2.2.-Tipos de Diagramas de Fases2.3.-Construccin de Diagramas2.4.-Desarrollo de Microestructuras2.5.-Resumen

    3.-Diagrama Fe-C3.1.-Puntos Crticos3.2.-Estructuras Cristalinas3.3.-Clasificacin3.4.-Componentes Estructurales3.5.-Tratamientos Trmicos

    3.5.1. Diagrama TTT3.5.2. Componentes Estructurales

    4.-Clasificacin de los aceros

    TEMA 1.- CONCEPTOS PREVIOSTEMA 1.- CONCEPTOS PREVIOS

  • 2AEJB

    REGLA DE LAS FASES O LEY DE GIBBSEn un sistema con C componentes presentes en forma de F fases existen L grados de libertad, segn la siguientes

    expresin:

    Esta regla fue deducida por J. Willard Gibbs hacia 1880, pero publicada en Transactions of The Conneticut Academy de poca difusin, impidiendo su conocimiento hasta principios de 1900.

    1.- Definiciones1.- Definiciones

    Todas las propiedades intensivas (independientes de la cantidad) de una sustancia pura, estn determinadas si lo estn la temperatura y la presin.Se podran haber fijado otras propiedades, pero en cualquier caso el estado de la sustancia estara totalmente definido.

    L = C F + 2

  • 3AEJB

    1.- Definiciones1.- DefinicionesSistema: Porcin de materia aislada en un recipiente inerte, real o imaginario. Por ejemplo: un volumen de agua, aleaciones de Fe-C (sistema Fe-C). Componente: Elemento o compuesto qumico estable en las condiciones del proceso. Tambin puede definirse como el menor n de especies qumicas diferentes e independientes necesarias para describir la composicin de cada una de las fases del sistema.Fase: Porcin homognea de un sistema, fsicamente distinta y mecnicamente separable. Puede ser una cantidad grande o pequea de materia, en una porcin o en varias, pero no de dimensiones moleculares.

    Grado de Libertad: Variable independiente que puedo modificar hasta ciertos valores manteniendo el equilibrio.Ejemplo: Presin, Temperatura, Densidad, ndice de refraccin, Calor especifico, etc. No es necesario especificar todas estas propiedades para caracterizar propiamente el sistema.

  • 4AEJB

    1.- Definiciones1.- Definiciones Ejemplo: Disolucin de sal comn en agua.

    1 Componente; 1 Fase 1 Componente; 2 Fases2 Componentes; 1 Fase 2 Componentes; 2 Fases

    Ejemplo: Agua y hielo 1 Componente; 1 Fase 1 Componente; 2 Fases2 Componentes; 1 Fase 2 Componentes; 2 Fases

    Ejemplo: Micrografas1 Componente; 1 Fase 1 Componente; 2 Fase2 Componentes; 1 Fase 2 Componentes; 2 Fases

  • 5AEJB

    1.- Definiciones1.- Definiciones

    Microestructura: Forma, tamao, distribucin, orientacin, etc. de los granos que forman la estructura de un material. Determina las propiedades mecnicas y fsicas de un material. Puede tratarse desde una simple estructura de granos en un metal puro hasta una mezcla compleja de fases en una aleacin.

    Microestructura Cu puro

    Microestructura Acero con distintos tratamientos trmicos

  • 6AEJB

    Solucin Slida: Mezcla de dos tipos diferentes de tomos, el mayoritario es el disolvente y el minoritario es el soluto.Los tomos de soluto puede ocupar posiciones de sustitucin o intersticiales en la red del disolvente, mantenindose la estructura cristalina del disolvente.

    1.- Definiciones1.- Definiciones

  • 7AEJB

    Lmite de Solubilidad: Concentracin mxima de tomos de soluto (para una temperatura especfica).La adicin de un exceso de soluto forma otra disolucin o compuesto diferente.Ejemplo: Sistema Agua-Azcar.

    1.- Definiciones1.- Definiciones

  • 8AEJB

    2.- Diagramas de Equilibrio de Fases2.- Diagramas de Equilibrio de Fases

    Generalmente se presupone que los sistemas con sus fases y sus componentes estn en equilibrio, lo cual es una visin esttica y final, una situacin ideal y homognea, pero frecuentemente existen situaciones de equilibrio no alcanzadas.

    En el caso de una situacin cambiante estaremos ante un equilibrio activo, la tendencia del sistema ser la de alcanzar el equilibrio ideal.

    Pero con bastante frecuencia se obtienen situaciones de desequilibrio o equilibrio no alcanzado, estaramos ante un equilibrio metaestable, cuando sea posible, si las variables lo permiten, se alcanzar el equilibrio final.

  • 9AEJB

    2.1.- Introduccin2.1.- Introduccin

    Los diagramas de equilibrio de fase son mapas (temperatura-presin; temperatura-composicin) de las fases de equilibrio de un material en funcin de las condiciones de P, T y Composicin.Ejemplo: Existen diferentes estructuras cristalinas en la que puede presentarse el H

    2O en estado slido, cada una en una

    regin diferente del espacio P-T, es decir, es estable para ciertas condiciones de P y T.

  • 10AEJB

    2.1.- Introduccin2.1.- Introduccin

    Diagrama de fases del H2O para altas presiones: varias fases

    slidas diferentes, correspondientes a hielo con diferentes estructuras cristalinas (polimorfismo).

    Puede observarse que el hielo tipo VII por encima del punto K puede tener un punto de fusin superior a 100C.La fase liquida se mantiene a 3000 atms por debajo de -20 C.

  • 11AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    SISTEMA DE DOS COMPONENTES:

    1 Fase y 2 Componentes = ? Grados de LibertadDebemos definir... Presin, Temperatura y Concentracin.Diagramas 3DProyeccin sobre un plano o fijar una variable y hacer una representacin plana de las otras dos.En Metalurgia se suele fijar la Presin y usar diagramas bidimensionales de Temperatura y Concentracin (peso porcentual).Y reducir a equilibrios binarios (Lquido-Gas; Slido-Gas o Lquido-Slido).El ms sencillo: Dos fases lquidas a presin constante (1 atm) y a temperaturas que no aparezcan fases slidas.

  • 12AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    SISTEMA DE DOS COMPONENTES:La lnea continua delimita la regin

    de dos fases. Lnea de a 60C:

    Hasta el punto a el alcohol isobutlico es soluble en agua (1 fase). El punto a es el punto de mxima solubilidad del alcohol isobutlico en agua a 60C. Despus del punto c tenemos agua disuelta en alcohol isobutlico (1 fase). Entre a y c tenemos 2 fases en una cierta proporcin:

    Alcohol disuelto en agua Agua disuelta en alcohol

  • 13AEJB

    SISTEMA SLIDO-LQUIDO DE 2 COMPONENTES:En estos sistemas el comportamiento ms sencillo se presenta cuando ambos componentes en estado slido y en fase lquida presentan solubilidad total.Cualquier composicin intermediapresenta un rango de equilibrio entre slido y lquido atemperaturas intermediasa las de los puntos de fusinde los componentes delsistema.

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    En los procesos de Metalurgia en general y de Soldadura en particular los equilibrios ms interesantes corresponden a la existencia de fases lquida y slida.

  • 14AEJB

    Ejemplo de diagramas de equilibrio de fases binarios

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    Los sistemas que presentan en estado slido una sola fase, son resultado de una miscibilidad total de los componentes slidos, cosa algo infrecuente, ms frecuente suele ser la miscibilidad o solubilidad parcial mutua de dos fases slidas lo cual da lugar a fenmenos EUTCTICOS (fcilmente fusible) .Este fenmeno de miscibilidad parcial se presenta con frecuencia cuando los tomos de un componente son pequeos y pueden colocarse en los espacios intersticiales de la red del compuesto, formada por tomos de mayor tamao .

  • 15AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    SISTEMA SLIDO-LQUIDO DE 2 COMPONENTES. FORMACION DE UNA MEZCLA EUTECTICA.

    Consideremos un sistema de dos componentes, totalmente miscibles en fase liquida y que forman en fase slida sus formas cristalinas puras.Las curvas AE y BE muestran las lneas de equilibrio entre liquido y Benceno o Naftaleno slido puro respectivamente.La lnea horizontal es latemperatura por debajo dela que no existe fase liquida.

    Ley de Gibbs: L = 2 - 3 + 2 = 1

    Solo hay un grado de libertad,la Presin, si la suponemosfija, el eutctico es un puntototalmente definido.

  • 16AEJB

    DEFINICIN DE EUTECTICO:Cuando en un sistema de 2 componentes, una composicin determinada presenta un cambio de fase completo para los dos componentes, con inmiscibilidad en fase slida, y este punto presenta un mnimo de temperatura de fusin en el conjunto, decimos que se produce un EUTCTICO.

    A esta concentracin, a veces mal denominada compuesto, se llama composicin eutctica, a la temperatura a la que se produce (presin fija) se denomina temperatura eutctica y el punto concreto del diagrama de fase se cita como punto eutctico.

    Las aleaciones que presentan eutcticos permiten la segregacin de uno u otro de los componentes quedando atrapado el ms rico en una matriz eutctica.

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

  • 17AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    EQUILIBRIOS EN SISTEMAS DE TRES COMPONENTES

    Cuando el sistema presenta 3 Componentes, se recurre a diagramas de tipo triangular, anotando sobre el diagrama en su caso de forma algebraica los cambios y puntos singulares, estos diagramas de fases para tres componentes se establecen para 2 Grados de Libertad prefijados (Presin y Temperatura).Los diagramas triangulares son realmente secciones isotrmicas de un slido geomtrico cuya base es un tringulo equiltero, en el cual se marcan las concentraciones, y un eje vertical en el que se marca la temperatura.Tal slido se puede construir con base en un estudio de un sistema ternario dado a diversas temperaturas, y la subsecuente reunin de las secciones isotrmicas en un modelo tridimensional.

  • 18AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    EQUILIBRIOS EN SISTEMAS DE TRES COMPONENTESEjemplo: Sistema Bi-Sn-Pb (sistema con un Eutctico Triple).En este sistema de tres componentes se puede observar que se forman tres eutecticos Binarios (Bi-Pb Pb-Sn y Sn-Bi) que a su vez confluyen en un ternario a 96C.

    Ley de Gibbs en elEutectico TripleL = 3 - 4 + 2 = 1

    Los cortes isotrmicosrepresentan zonas conslido precipitadocorrespondiente alvrtice adyacente.

  • 19AEJB

    2.2.- Tipos de Diagramas de Fases2.2.- Tipos de Diagramas de Fases

    Se han propuesto varios mtodos para trazar diagramas de equilibrio bidimensionales para sistemas de tres componentes.El sistema triangular propuesto por Stokes y Roozeboom es el ms empleado.En general se recurre a representar con diagramas triangulares segn la composicin para cada isoterma, representando las lneas de cambio de fase sobre el diagrama.

  • 20AEJB

    2.3.- Construccin de Diagramas2.3.- Construccin de Diagramas

    Los diagramas de fase se pueden determinar mediante:Clculos termodinmicos.Identificando las fases presentes en funcin de la T y la Composicin mediante observacin directa en el microscopio y anlisis qumico.Midiendo cambios de propiedades en funcin de la T y la Composicin.Curvas de enfriamiento durante la solidificacin: la velocidad de enfriamiento disminuye durante la transformacin debido al calor latente de fusin.

  • 21AEJB

    2.3.- Construccin de Diagramas2.3.- Construccin de Diagramas

    En fisicoqumica bsica existen dos mtodos para establecer las condiciones de equilibrio entre fases: ANLISIS TRMICO. Mediante el anlisis trmico y

    siguiendo la evolucin de las temperaturas de enfriamiento en funcin del tiempo, pueden determinarse los cambios de fase lquido-slido, estableciendo temperaturas de cambio de fase para ensayos de diferentes concentraciones.Este es el sistema adecuado para el estudio y construccin de diagramas de fases de aleaciones.

    MTODO DE SATURACIN O SOLUBILIDAD. El mtodo de saturacin o solubilidad es ms adecuado para el estudio de sistemas de dos componentes en estado lquido, caso de agua y alcohol isobutlico visto anteriormente.

  • 22AEJB

    2.3.- Construccin de Diagramas2.3.- Construccin de Diagramas

    Veamos lo que sucede con el sistema Benceno Naftaleno en cuatro composiciones:

    a) Benceno Puro,b) Lnea ec) Lnea bd) Naftaleno Puro

  • 23AEJB

    2.4.- Desarrollo de Microestructuras2.4.- Desarrollo de Microestructuras

    Relacin entre diagrama de fases y microestructura.

    Vamos a ver ejemplos de microestructuras de enfriamiento lento (equilibrio) tpicas.

    Solubilidad total en fases slido y

    lquido (Diag. Cu-Ni)

  • 24AEJB

    2.4.- Desarrollo de Microestructuras2.4.- Desarrollo de Microestructuras

    Sistema con Punto Eutctico (Diag. Sn-Pb)

  • 25AEJB

    2.4.- Desarrollo de Microestructuras2.4.- Desarrollo de Microestructuras

    Sistema con Punto Eutctico (Diag. Sn-Pb):

    Composicin C1

    Sistema con Punto Eutctico (Diag. Sn-Pb):

    Composicin C2

  • 26AEJB

    2.4.- Desarrollo de Microestructuras2.4.- Desarrollo de Microestructuras

    Sistema con Punto Eutctico (Diag. Sn-Pb): Composicin C3=Ce

  • 27AEJB

    Sistema con Punto Eutctico (Diag. Sn-Pb): Composicin C4

    2.4.- Desarrollo de Microestructuras2.4.- Desarrollo de Microestructuras

  • 28AEJB

    Para condiciones fijas en equilibrio termodinmico el conocimiento de un sistema material se obtiene a travs de los diagramas de fase.Un sistema se encuentra en equilibrio termodinmico cuando la energa libre del sistema es mnima. Macroscpicamente, un sistema est en equilibrio cuando sus caractersticas no cambian con el tiempo, o lo que es lo mismo, permanece estable.El diagrama de fases de un solo componente se construye representando la temperatura en abcisas y la presin en ordenadas, y marcando las lneas que separan las tres fases o estados posibles (slido, liquido, vapor).Para dos componentes, se procede a fijar una variable (presin), representando en ordenadas la temperatura y en abcisas la concentracin de los componentes.

    2.5.- Resumen2.5.- Resumen

  • 29AEJB

    En los diagramas de fase se puede:Conocer las fases presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (en equilibrio).Averiguar la solubilidad en estado slido de los distintos componentes.Determinar la temperatura de solidificacin y fusin de las diferentes fases.

    Mtodos para la construccin de los diagramas de fases:

    Saturacin o Solubilidad, adecuado para disoluciones slido-liquido, no en metalurgia.

    Anlisis Trmico Diferencial, se determina la curva de enfriamiento de una composicin fija en funcin del tiempo, observando los cambios de la pendiente de la curva de enfriamiento.

    2.5.- Resumen2.5.- Resumen

  • 30AEJB

    El mtodo ATD presenta limitaciones cuando se quiere conocer los cambios que se producen en estado slido, en donde el cambio de pendiente por el calor de transformacin es muy inferior al calor latente de fusin/solidificacin.

    Para conocer estos cambios de fase en estado slido se puede emplear el mtodo metalogrfico por congelacin de la estructura, enfriamiento rpido y la difraccin de Rayos X que permite determinar las dimensiones de la red cristalina y los cambios de solubilidad slida que se producen en funcin de la temperatura

    2.5.- Resumen2.5.- Resumen

  • 31AEJB

    Regla de la Palanca:Si en un diagrama de fases, trazamos una horizontal a una temperatura que corte las curvas de liquidus y de solidus, esta lnea presenta en las intersecciones las composiciones correspondientes a las fases presentes.Las cantidades relativas de las fases, son inversamente proporcionales al segmento de la composicin con la interseccin con solidus o liquidus respectivamente.

    Cambios de fase en el enfriamientoA medida que una composicin se va enfriando se produce una solidificacin que es ms rica en el componente de mayor punto de fusin, a la vez que la fase liquida se va enriqueciendo en el de menos punto de fusin. A lo largo del enfriamiento se van a producir segregaciones orientadas por los puntos de fusin de los componentes.Globalmente la composicin no cambia, y si existe difusin suficiente, el slido ser homogneo, pero las estructuras slidas pueden presentar fase segregadas.

    2.5.- Resumen2.5.- Resumen

  • 32AEJB

    E1

    Peritctico

    Eutectoide

    3.- Diagrama Fe-C3.- Diagrama Fe-C

  • 33AEJB

    Region Peritectica del Diagrama Fe-C

    3.1.- Puntos Crticos3.1.- Puntos Crticos

  • 34AEJB

    Punto Eutctico: Composicin del 4,3 % de C y temperatura de 1147C. Esta composicin cae en el dominio de las Fundiciones Frreas metalogrficamente adopta la forma de LEDEBURITA. Por debajo del 4,3% solidifica la fase gamma y por encima la cementita (Fe

    3C).

    Punto Peritctico (o inverso): En las proximidades del Fe puro, a 1493C y 0,18% de C. Se forma mediante la segregacin de una estructura de Fe Delta , cbico centrado en el cuerpo y la solidificacin de una fase slida con estructura cbica centrada en caras o fase gamma (transformacin de carcter expansivo).

    Punto Eutectoide (o falso eutctico): Variacin de fases en forma slida, a 723C y 0,8% de C. Esta composicin se denomina PERLITA (lminas de ferrita y cementita). Por debajo del 0,8% se segrega ferrita y perlita, y por encima del eutectoide perlita y cementita (transformacin compresiva).

    3.1.- Puntos crticos3.1.- Puntos crticos

  • 35AEJB

    En fase slida los aceros sufren modificaciones cristalinas que conllevan cambios de las distancias intercristalinas, lo que significa expansiones y contracciones con recolocacin de tomos de Carbono. En el rango de la solidificacin

    hasta los 1400C, se produce la transicin desde Ferrita (Fe ) hasta Austenita (Fe ), producindose una expansin en volumen. A 910C se produce de nuevo

    una transformacin desde Austenita (Fe ) hasta Ferrita (Fe ).

    3.2.- Estructuras Cristalinas3.2.- Estructuras Cristalinas

  • 36AEJB

    FERRITA (Fe ): CELDA CBICA CENTRADA EN EL CUERPO (BCC)

    N de coordinacin:8

    tomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2

    Relacin entre la longitud de arista y el radio del tomo:

    4a 3r =

    Eficacia del empaquetamiento: 68%

    ( ) ( ) 68.083

    )3

    r4(r342

    ar342

    VV

    3

    3

    3

    3

    celda

    ocupado ====a

    c

    b

    3.2.- Estructuras Cristalinas3.2.- Estructuras Cristalinas

  • 37AEJB

    a

    4r

    N de coordinacin:12

    tomos por celda: 8 aristas*1/8 + 6caras*1/2=4

    Relacin entre la longitud de arista y el

    radio del tomo: (4r)2=a2+a2

    Eficacia del empaquetamiento: 74%

    ( ) ( ) 74.02

    r4r34

    ar344

    VV

    2/1

    3

    3

    3

    celda

    ocupado ===

    3.2.- Estructuras Cristalinas3.2.- Estructuras Cristalinas

    AUSTENITA (Fe ): CELDA CBICA CENTRADA EN LAS CARAS (FCC)

  • 39AEJB

    Al dominio de la existencia de AUSTENITA (Fe gamma) como fase slida (0 al 2,03%C) es a lo que se denomina dominio de los aceros.

    Por encima de este valor se sita el dominio de las fundiciones frreas.

    A los aceros por debajo del punto eutectoide se les denomina hipoeutectoides, de gran importancia industrial.

    Por encima del eutectoide se denominan hipereutectoides.

    Por debajo del 0,028%C, a 723C, disponemos de ferrita pura (Fe alfa).

    Entre el 2,03%C y el eutctico, la estructura slida consiste en: austenita + ledeburita + cementita, que termina transformndose en cementita y perlita dando lugar a las fundiciones perlticas.

    Por encima del 4,3%C se produce la segregacin de grafito (fundiciones esferoidales).

    3.3.- Clasificacin3.3.- Clasificacin

  • 40AEJB

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

    AA

    C

    B

    D

  • 41AEJB

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 42AEJB

    Es una aleacin slida intersticial de C en Feo Gamma, llegando hasta un contenido mximo en carbono de 2,06%.

    Es el constituyentems denso de losaceros, conduce peor el calor y la electricidad que el Fe Alfa, no es Magntica.

    A partir de los 723Cse desdobla en Ferrita y Cementita. Acero inoxidable austentico AISI 304

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

    AUSTENITA

  • 43AEJB

    Es una aleacin slida instersticial de C en Fe alfa. La ferrita disuelve muy poca cantidad de Carbono a temperatura ambiente, la solubilidad mxima se alcanza a 723C y es de 0,028%C.La Ferrita es el constituyente mas blando, dctil y maleable de los aceros, con una resistencia a traccin aproximada de 30 Kg/mm2,presenta una elevadapermeabilidad magntica.En los Aceros la Ferrita se presenta como proeutectoide junto con la perlita y como eutectoide mezclado con la Cementita para formar Perlita.

    Acero de bajo contenido en carbono (

  • 44AEJB

    FERRITA

    Acero de baja aleacin DIN 1.23780.38%C; 0.30%Si; 2.00%Cr; 1.50%Mn; 1.10%Ni; 0.20%Mo

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 45AEJB

    Es un componente intersticial formado por carburo de hierro (Fe

    3C) con un contenido en C del 6,67% y el

    93,33% de Fe.Es el constituyente ms duro y frgil de los que aparecen en el diagrama Fe-C. Su resistencia a traccin es limitada pero presenta una muy elevada resistencia a compresin.En los Aceros aparececomo proeutectoide conla perlita en loshipereutectoides, como eutectoide con laminas intercaladasde Ferrita formandoPerlita y como proeutectico con la Ledeburita en los hipereutecticos.

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

    CEMENTITA

  • 46AEJB

    Es una mezcla eutectoide formada por laminas alternadas de poco espesor de Ferrita y Cementita.La separacin de estas lminas viene afectada por la velocidad de enfriamiento, menor espesor a mayor velocidad de enfriamientoLa perlita tiene una composicin en Carbono de 0,8% la mayor parte formando Cementita.

    Acero para moldes recocido. 0,38%C

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

    PERLITA

  • 47AEJB

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 48AEJB

    FERRITA vs AUSTENITA

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 49AEJB

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 50AEJB

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 51AEJB

    Es una mezcla Eutctica formada por un 48% de Austenita y un 52% de Cementita, es estable hasta 723C, transformndose en agrupaciones de Perlita y Cementita de aspecto eutctico.Su contenido en Carbono es del 4,3%.

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

    LEDEBURITA

  • 52AEJB

    LEDEBURITA

    3.4.- Componentes Estructurales3.4.- Componentes Estructurales

  • 53AEJB

    3.5.- Tratamientos Trmicos3.5.- Tratamientos Trmicos

  • 54AEJB

    3.5.- Tratamientos Trmicos3.5.- Tratamientos Trmicos

  • 55AEJB

    3.5.- Tratamientos Trmicos3.5.- Tratamientos Trmicos

  • 56AEJB

    3.5.1.- Diagrama TTT3.5.1.- Diagrama TTT

  • 57AEJB

    3.5.1.- Diagrama TTT3.5.1.- Diagrama TTT

    Velocidad de transformacin:

    Una transformacin de fase requiere de nucleacin y crecimiento. La velocidad de transformacin depender de la velocidad de ambas.El diagrama TTTmuestra el Tiemponecesario paraTransformar unafraccin de lamuestra en funcinde la Temperatura.La velocidad de transformacin estlimitada por unanucleacin lenta aaltas temperaturas y un crecimiento lento a baja temperatura.

  • 58AEJB

    Ya definida en el diagrama FeC como un eutectoide formado por laminas alternas de Ferrita y Cementita.Se forma en la zona de alta temperatura perltica del diagrama, obtenindose perlita de grano grueso, medio o fino, segn la parte de la zona en que se produzca la transformacin.La Perlita de grano grueso aparece en la parte alta de la zona superior, con velocidad de enfriamiento pequea.La de grano fino aparece en la parte inferior cerca de la nariz perltica.La de grano medio se encuentra en la zona intermedia.

    3.5.2.- Componentes Estructurales3.5.2.- Componentes Estructurales

    PERLITA

  • 59AEJB

    Solucin slida sobresaturada de C en Fe alfa.Se origina al transformarse la red CCCaras de la AUSTENITA en Fe alfa (CCCuerpo). Esta red disuelve pequeas cantidades de C, por lo que al no poderse producir la difusin por la elevada velocidad de enfriamiento, se provoca un ensanchamiento tetragonal de la red cbica alfa.La Martensita tiene msvolumen que la Austenitade la que procede. Secaracteriza por sus agujasorientadas segn ngulosde 60 y por su gran dureza.Esta estructura es tpica deun tratamiento trmico detemple, cuyo objetivo sueleser el endurecimiento delAcero.

    Acero para moldes templado. 0,38%C

    3.5.2.- Componentes Estructurales3.5.2.- Componentes Estructurales

    MARTENSITA

  • 60AEJB

    Mezcla de agujas de ferrita con precipitados de cementita en el contorno.La austenita se transforma en ferrita por cambio en la red CCCaras a CCCuerpo, facilitando la difusin del C para formar carburos.Los cristales de ferritacrecen por plegamientosde la red en forma deagujas.La ferrita recin formadaest sobresaturada decarbono, que tiende aprecipitarse en forma decementita

    Acero para moldes templado y revenido. 0,38%C

    3.5.2.- Componentes Estructurales3.5.2.- Componentes Estructurales

    BAINITA

  • 61AEJB

    La temperatura de inicio y final de formacin de martensita viene dada por la formula de STEVE y HAYNES:

    Ms C = 561- 474(%C) - 33 (%Mn) - 17(%Ni) - 17(%Cr) - 21(%Mo)

    Mf C = Ms - 215 +- 15

    Estas expresiones son de aplicacin para composiciones:

    %C de 0,10 a 0,55 %Mn de 0,20 a 1,70 % Si de 0,10 a 0,35%Cr hasta 3,5 %Ni hasta 5 % Mo hasta 1

    3.5.2.- Componentes Estructurales3.5.2.- Componentes Estructurales

    MARTENSITA

  • 62AEJB

    MARTENSITA

    3.5.2.- Componentes Estructurales3.5.2.- Componentes Estructurales

    MARTENSITA REVENIDA

  • 63AEJB

    Definicin de ACERO

    Segn la norma UNE EN 10020, se define acero como:

    Material en el que el hierro es el elemento predominante, el contenido en carbono es, generalmente, inferior al 2% y contiene adems otros elementos

    4.- Clasificacin de los aceros4.- Clasificacin de los aceros

  • 64AEJB

    Clasificacin segn la composicin qumica (UNE EN 10020):

    Aceros no aleados:Contenido de sus elementos inferior a la tabla 1 UNE EN 10020.

    Aceros inoxidables:Aquellos con Cr 10,5%y C 1,2%.

    Otros aceros aleados:Cualquier otro.

    4.- Clasificacin de los aceros4.- Clasificacin de los aceros

  • 65AEJB

    Clasificacin segn su calidad (UNE EN 10020): Aceros no aleados:

    Aceros no aleados de calidad: A los que se les exige caractersticas especficas (tenacidad, tamao de grano, etc.) Aceros no aleados especiales: Mayor pureza, mayor control de la composicin. Generalmente para temple y revenido y con requerimiento de propiedades.

    Aceros inoxidables: Segn el contenido en Ni (2,5%). Segn sus caractersticas: resistencia a la corrosin, oxidacin en caliente y fluencia.

    Otros aceros aleados: Aceros aleados de calidad: Aceros con requisitos especficos (tenacidad, tamao de grano, etc.) Aceros aleados especiales: No inoxidables con control especfico de su composicin.

    4.- Clasificacin de los aceros4.- Clasificacin de los aceros

  • 66AEJB

    Clasificacin de los aceros segn su utilizacin: Aceros de construccin: Suelen ser soldables. Aceros de uso general: El estado bruto suele ser el de

    laminacin. Aceros cementados: Corteza dura, ncleo dctil y tenaz. Aceros para temple y revenido: Estructura fina de

    martensita revenida. Aceros para usos especiales: Incluyen a los aceros

    inoxidables. Aceros para herramientas: De alta dureza y resistencia al

    desgaste. Aceros no aleados: Generalmente templados. Aceros aleados: Los elementos de aleacin ms comunes

    son el Mn, el Cr, el Mo, el V, el W y el Ni. Aceros rpidos: Para grandes velocidades de corte, aleados

    con W, Mo y Mo-Co.

    4.- Clasificacin de los aceros4.- Clasificacin de los aceros

  • 67AEJB

    Clasificacin de los aceros soldables: Aceros no aleados Aceros de baja aleacin

    Aceros al C y al C-Mn. Usados en construccin, aceros de alto lmite elstico: aleantes, H, S mnimo, desgarre laminar, lmite de Nb, precalentamiento, PWHT, carbono equivalente.Aceros bonificados. Aceros templados y revenidos: tratamiento trmico, rotura frgil, ensayo Robertson.

    Aceros de media aleacinAceros al C-Mo y al Cr-Mo. Resistentes a altas temperaturas, al creep, a la oxidacin en caliente: Factor J, precalentamiento, PWHT.Aceros criognicos o al Ni. Temperaturas < 0C: Limitacin magntica, crecimiento de grano en ZAT.

    Aceros de alta aleacin o Inoxidables. %Cr>13%, as como Mo y Ni. Podemos distinguir: Ferrticos, Austenticos, Martensticos, Duplex.

    4.- Clasificacin de los aceros4.- Clasificacin de los aceros