tratamientos térmicos
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Tratamientos térmicos Fe-CTRANSCRIPT
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TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS
MUELLE DESCARGADERO DE MINERAL DE RIOTINTO COMPANY LIMITED. 1876 .HUELVA
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DEFINICIÓN: ALEACIÓN HIERRO-CARBONO•SUSTANCIAS OBTENIDAS POR FUSIÓN DEL Fe , C e IMPUREZAS•C DISUELTO ( Feα, Feγ)•C COMBINADO (Feз C cementita)•C LIBRE (LAMINAS, NODOS)
DEFINICIÒN: ACERO: ALEACIÓN Fe-C <2%•HIPOEUTECTOIDE C<0-8%•EUTECTOIDE C=0.8%•HIPEREUTECTOIDE C>0.8%
DEFINICIÓN FUNDICIÓN: Fe 2%<C<6.67%•HIPEREUTECTICA C>4.3%•HIPOEUTECTICA C<4.3%•EUTECTICA C=4.3%
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CONSTITUYENTES:
•AUSTENITA• FERRITA δ• FERRITA α•AUSTENITA•CEMENTITA•LEDEBURITA•PERLITA
PERLITA
LEDEBURITA
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COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS
•FERRITA (α y β) SOLUCIÓN SÓLIDA DE INSERCIÓN DE C EN Fe α. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.02%. Fe PURO. BLANDA. BCC
•FERRITA δ SOLUCIÓN SÓLIDA INTERSTICIAL DE C EN Fe δ. BCC. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.09%.
•CEMENTITA: FeзC , 6,6,7% C. DURO Y FRÁGIL. SISTEMA ORTORÓMBICO
PERLITA
LEDEBURITA
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•PERLITA: MEZCLA EUTECTOIDE FERRITA Y CEMENTITA . 0.8%C. LÁMINAS ALTERNADAS•AUSTENITA: SOLUCIÓN SÓLIDA INSERCIÓN DE C EN Feγ. SE DESDOBLA POR REACCIÓN EUTECTOIDE. SOLUBILIDAD MÁXIMA 2,11%
•LEDEBURITA: MEZCLA EUTECTICA DE CEMENTITA Y AUSTENITA 4,3%C
PERLITA
LEDEBURITA
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TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA:
EUTÉCTICA (A)1148ºC4,3% CAUSTENITA 2.11%CCEMENTITA 6,67% C
EUTECTOIDE (B)727ºC0,77%CFERRITA 0,0218% CCEMENTITA 6,67%C
PERITÉCTICA(C) δ+L γ
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ENTRE 0%<C<0,09% FASE γ (ALEACIÓN 1)ENTRE 0.09%<C<0.53% ALEACIÓN PERITÉCTICAC>0.53% FASE γ
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ACEROS HIPOEUTECTÓIDES 0.0218%<C<0.77%• T DESIGNADA POR A3• FERRITA CONSTITUYENTE MATRIZ(90HB)• PERLITA CONSTITUYENTE DISPERSO(200/400HB)
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ACEROS HIPOEUTECTÓIDE C<0.0218%• NO TIENEN TRANSFORMACIÓN EUTECTÓIDE• DEBAJO DE A3 ES 100% FERRITA• PRECIPITA CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO• CEMENTITA TERCIARIA
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ACERO HIPEREUTECTOIDE C>0.77%• TRANSFORMACIÓN A PARTIR DE Acm• CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO• EN A1 LA AUSTENITA RESIDUAL PASA • A PERLITA• CONSTITUYENTE MATRIZ: CEMENTITA(DURA Y FRÁGIL)•CONSTITUYENTE DISPERSO: PERLITA• ACEROS RESISTENTES AL DESGASTE Y DUROS
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TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LOS ACEROS
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TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LAS FUNDICIONES BLANCAS FeзC
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OBJETIVO: • Obtener constituyentes metaestables sometiendo a la austenita a enfriamientos más rápido que el recogido en el diagrama Fe-C
CONSTITUYENTES ESTABLES: (V=50ºC/s)• Ferrita, Perlita, Cementita.
CONSTITUYENTES METAESTABLES:( V>50ºC/s o T.I.)• Martensita, Bainita, Troostita, Sorbita
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MARTENSITA: • V. ENFRIAMIENTO>600ºC/s• SOLUCIÓN SOLIDA DE Feα EN C• CONSTITUYENTE BÁSICO ACEROS TEMPLADOS
BAINITA:• V. ENFRIAMIENTO ENTRE 275ºC/s Y 500ºC/s• MEZCLA DIFUSA DE CEMENTITA Y FERRITA
OTROS: TROOSTITA Y SORBITA
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CURVAS TTT( TRANSFORMACIÓN-TIEMPO-TEMPERATURA
• SIRVEN PARA ESTUDIAR LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA
• RELACIONAN LA TRANSFORMACIÓN FRENTE A t Y T.
•TIPOS DE TRANSFORMACIÓN: ISOTERMAS Y ENFRIAMIENTO CONTÍNUO
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7=VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE
1. t TRANSFORMACIÓN EN FUNCIÓN DE T EN
TRANSFORMACIÓN ISOTERMA. 2. TAMAÑO DE GRANO
EN FUNCIÓN DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (1)(2)(3)(4)
3. T< 500ºC= BAINITA BAJA DIFUSIÓN ALTA DIFERENCIA ENERGÉTICA4. MARTENSITA (6) MUY DURA TETRAGONAL C.C.5. VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE (7)6. MEZCLA PERLITA Y
MARTENSITA(5)7. OBTENCIÓN DE
BAINITA (8)
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• MARTENSITA (SOLUCIÓN SOBRESATURADA DE C EN Fe α) OBTENIDA POR ENFRIAMIENTO RÁPIDO DE AUSTENITA
• NO SE PRODUCE DIFUSIÓN, SINO CAMBIO DE ESTRUCTURA DEBIDO A QUE SE PRODUCE A T BAJA (tetragonal centrada en el cuerpo)
• EL PROGRESO DE LA TRANSFORMACIÓN DEPENDE DE T NO DE TIEMPO (TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA) Ms-Mf
• COMIENZA A TEMP. Ms Y TERMINA A TEMP. Mf.
• AUMENTO DE VOLUMEN DE AUSTENITA –MARTENSITA
• LA CANTIDAD DE MARTENSITA FORMADA AUMENTA SI DISMINUYE T
• Ms DISMINUYE AL AUMENTAR [C] O ELEMENTOS ALEADOS.
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TETRAGONAL CENTRADA EN EL CUERPO
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1. SIRVEN PARA POTENCIAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (DUREZA, RESISTENCIA, PLASTICIDAD)
2. TÉRMICO, TERMOQUÍMICO, MECÁNICO, SUPERFICIAL.3. NO DEBEN ALTERAR DE FORMA NOTABLE LA COMPOSICIÓN
QUÍMICA
4. TERMICOS: TEMPLE, REVENIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO5. TERMOQUÍMICOS: NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN,
SULFINIZACIÓN.
6. MECÁNICOS: EN CALIENTE, EN FRÍO7. SUPERFICIALES: CROMADO, METALIZACIÓN
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1. CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
2. CAMBIA SU ESTRUCTURA CRISTALINA (TAMAÑO DE GRANO)
3. NO SE ALTERA SU COMPOSICIÓN QUÍMICA
4. TEMPLE, RECOCIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO
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1. DEFINICIÓN: AUSTENIZACIÓN DEL ACERO. CALENTAMIENTO HASTA 723ºC Y RÁPIDO ENFRIAMIENTO HASTA OBTENER UNA ESTRUCTURA MARTENSITICA.
2. DEPENDE DE LA TEMPLABILIDAD (SITUACIÓN CURVAS TTT DESPLAZADAS A LA DERECHA) Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (MEDIO REFRIGERANTE) Y TAMAÑO DE LA PIEZA.
3. TRES ETAPAS DE ENFRIAMIENTO
4. NO ES UN TRATAMIENTO FINAL. NECESITA DE UN REVENIDO (BONIFICADO)
5. RESULTADO: METAL MUY DURO Y DE MUCHA RESISTENCIA MECÁNICA.
•
2.
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CONCEPTO: CALENTAMIENTO A3 PLUS 50º o A1 SEGUIDO DE ENFRIAMIENTO AL AIRE.
1.ENFRIAMIENTO NO MUY ELEVADO.2.SE FORMA PERLITA Y FERRITA o CEMENTITA GRANO FINO3.SE USA PARA AFINAR GRANO Y HOMOGENEIZAR4.DESTRUYE LA ANISOTROPIA5.SE TRATA DE NORMALIZAR LAS PROPIEDADES DEL METAL
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PROCESO: CALENTAMIENTO IGUAL QUE NORMALIZADO Y ENFRIAMIENTO MUY LENTO.
RESULTADO: ELIMINA TENSIONES INTERNAS, MAYOR PLASTICIDAD Y MAQUINIDAD.
ACERO HIPOEUTECTOIDE: FERRITO- PERLITICA ACEROS HIPERECUTECTOIDE: CEMENTITO-
PERLITICA. DIFERENCIAS ENTRE ENFRIAMIENTOS EN
TEMPLE, NORMALIZADO Y RECOCIDO (VELOCIDAD ENFRIAMIENTO).
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DE AUSTENIZACIÓN COMPLETA O REGENERACIÓN: EN ACEROS HIPOEUTECTOIDES, POR ENCIMA DE A3.
DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA: ACEROS HIPEREUTECTOIDES. ENTRE AC1 Y ACM (GLOBULAR)
SUBCRITICO: POR DEBAJO DE A1. PARA ABLANDAR LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDE (ABLANDAMIENTO)
ISOTERMICO: MANTENIENDO A T<A1. PUEDE SER COMPLETO O INCOMPLETO.DE HOMOGENEIZACIÓN: HOMOGENEIZA LA ESTRUCTRA.DE RECRISTALIZACIÓN Y RELAJACIÓN DE TENSIONES
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AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA
AUSTENIZACIÓN COMPLETA
SUBCRÍTICO
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EL ENFRIAMIENTO CONTINUO SE INTERRUMPE O MODIFICA DURANTE CIERTOS INTERVALOS DE TEMPERATURA.
PARA OBTENER PIEZAS MUY TENACES, POCAS DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS.
MARTEMPERING, AUSTEMPERING, PATENTING.
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PIEZA A T LIGERAMENTE SUPERIOR A MS HASTA UNIFORMAR TEMPERATURAS EXTERIOR E INTERIOR
ENFRIADO AL AIRE Y REVENIDO
SE EVITA LAS DEFORMACIONES Y GRIETAS
REQUIERE ACEROS DE ALTA TEMPLABILIDAD
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PIEZA A T SUPERIOR A MS HASTA TRANSFORMACIÓN COMPLETA EN BAINITA
SE ENFRIA AL AIRE SE ANULAN LOS RIESGOS DE
DISLOCACIONES GRIETAS SE CONSIGUE UNA MAYOR TENACIDAD QUE
EN EL TEMPLE NORMAL NO NECESITA REVENIDO
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INTRODUCIR EL ACERO AUSTENIZADO EN BAÑO Pb A 510-540º HASTA PERLITA FINA.
SE USA PARA FABRICAR ALAMBRES
LA PERLITA FINA ES MUY DÚCTIL
TREFILADO
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ENDURECEN LA SUPERFICIE MEJORA FRENTE A FATIGA Y DESGASTE TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA TEMPLE POR INDUCCIÓN TEMPLE POR RAYO LÁSER TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO
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SOPLETE ACETILENO/PROPANO A 2000/3000ºCCALOR A INTERVALOSSOLO LA SUPERFICIE SE AUSTENIZASE CONSIGUEN CAPAS DURAS DE 0.8 A 6.5 mmMEJORA FATIGA POR TENSIONES RESIDUALESREVENIDO POSTERIORINCONV.CONTROLAR LA PROFUNDIDAD TEMPLE
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LEY DE INDUCCIÓN DE LENZ.EFECTO JOULE:EL ESPESOR DEPENDE INVERS. DE LA f DEL CAMPOESPESORES DESDE 0,4 a 9 mmDESPUES DEL CICLO DE CALENTEMIENTO, TEMPLE.
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RAYO LÁSER: RADIACCIÓN INFRARROJAPRODUCE CALOR AL IMPACTAR CON SUP. METALAUTOTEMPLE DEBIDO AL GRADIENTE TÉRMICOPROFUNDIDADES < 2mmEQUIPO CAROÚTIL EN PIEZAS CON SUPERFICIES DE DIFICIL ACCESO
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oBOMBARDEO POR CHORRO ELECTRÓNICOoCARACTERÍSTICAS SIMILARES AL RAYO LÁSER
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CALENTAMIENTOS Y ENFRIAMIENTOS PARA AÑADIR NUEVOS ELEMENTOS Y MODIFICAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA SUPERFICIAL
SE MEJORA LAS PROPIEDADES SUPERFICIALES: R. AL DESGASTE, DUREZA Y R. A CORROSIÓN
CEMENTACIÓN, NITRURACIÓN, CARBONI- TRURACIÓN, SULFINIZACIÓN.
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AÑADIR CARBONO POR DIFUSIÓN A 900ºC EN ACEROS <0,3%CAUMENTA LA DUREZA SUPERFICIALSE REALIZA MEDIANTE ATMOSFERA CARBURANTE
2CO CO₂ ₊ CEL C ABSORBIDO DEPENDE DE :oCOMPOSICIÓN QUÍMICA ACEROoNATURALEZA ATMOSFERA CARBURANTEoTEMPERATURA Y TIEMPOZONAS: CAPA CEMENTADA Y ALMACAPA DURA (25%-50%) DE LA CEMENTADASE REALIZA REVENIDO PARA ELEMINAR TENSIONESDESCARBURACIÓN DEL ACERO
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ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL EXTRAORDINARIO MEDIANTE N EN UNA ATMOSFERA DE AMONIACO
2NH₃ 2N ₊ 3H₂ TEMPERATURA ↝500ºCTEMPLE Y REVENIDO ES PREVIO Y NO POSTERIOEL N SE INTRODUCE PARA FORMAR NITRUROS (AL,W) INSOLUBLES, NO COMO SOLUCIÓN SÓLIDA.AUMENTO DE VOLUMEN QUE PROVOCA DUREZAEL ACERO DEBE SER <0,4% C Y CON ALLA NITRURACIÓN AUMENTA LA R A LA FATIGA Y A LA CORROSIÓN.AL,Cr,w,Mo,V: FORMADORES DE NITRUROS
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AUMENTO DE DUREZA POR ABSORCIÓN DE C-NATMOSFERA CEMENTANTE MÁS NITRÓGENOTEMPERATURA ENTRE 750º-800ºCN AUMENTA LA TEMPLABILIDAD DEL ACEROENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SOLIDA DE C-NNO ES NECESARIO LOS FORMADORES DE NITRUROSDUREZA ALCANZADA INFERIOR A LA NITRURACIÓNREVENIDO POSTERIOR BAJA T <175ºCTRATAMIENTO PARA PIEZAS DE GRAN ESPESORCIANURACIÓN: EN BAÑOS Y NO ATMOSFERA GASEOSA
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oINCORPORA C, N, S EN BAÑO A 565ºCoDOS SALES: DE CIANURACIÓN Y AZUFREoAUMENTO RESISTENCIA AL DESGASTEoDISMINUYE SU COEFICIENTE DE ROZAMIENTOoSE FAVORECE LA LUBRICACIÓN
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MEJORAN LAS CARACTERÍSTICAS METÁLICAS POR DEFORMACIÓN EN CALIENTE O EN FRÍOCALIENTE: FORJA.
AFINA EL GRANO, ELIMINA SOPLADURAS Y CAVIDADES
FRÍO: DEFORMACIÓN POR TREFILADO, LAMINACIÓN O GOLPEO A T AMBIENTE
AUMENTA LA DUREZA Y RESISTENCIADISMINUYE LA PLASTICIDAD Y DUCTILIDAD
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MODIFICA SUPERFICIE SIN VARIAR COMPOSICIÓNNO ES NECESARIA LA APORTACIÓN DE CALORCROMADO:
Cr SOBRE LA SUPERFICIEDISMINUYE EL ROZAMIENTOINCREMENTA DUREZA SUPERFICIAL Y R. DESGASTE
METALIZADO: PULVERIZACIÓN DE METAL FUNDIDO SOBRE LA SUPERFICIE DE OTRO.