TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA HIERRO-CARBONO

TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA HIERRO-CARBONO

1. Diagrama hierro-carbono

   • Para estudiar las estructuras de los aceros industriales
     • se necesita
       • conocer y manejar con soltura el diagrama hierro-carbono,
         • El diagrama solo tiene interés en el estudio de las fundiciones al silicio.
           • se denominan aceros a las aleaciones binarias con contenidos en carbono menor que 2.11 %,
             • mientras que las fundiciones de hierro tienen contenidos en carbono superiores al 2.11 %
               • Hasta aproximadamente un 5%
           • muestra el comportamiento fuertemente gammágeno del carbono
             • la adición de carbono al hierro
               • aumenta el dominio térmico de estabilidad de la austenita.
   • El diagrama metaestable hierro-carbono muestra tres puntos invariantes característicos:
     • Punto peritéctico( 1495°C): Fase líquida(0.53%C)+Fe () (0.09%C) -~ Fe y (0.17% C)
     • Punto eutéctico(l148°C):Fase líquida(4.3%C)-~Austenita(2.11%C)+Fe3C (6.67%C)
     • Punto eutectoide(727°C): Austenita (0.77%C)-. Ferrita (0.02%C) + Fe3C (6.67%C)

2. Descomposición de la austenita en un enfriamiento lento

   • La austenita con un 0.77% de carbono se transforma a los 727°C en el constituyente eutectoide,
     • La perlita de los aceros tiene la morfología típica de los constituyentes eutectoides,
   • La formación del germen de cementita implica la difusión del carbono desde zonas adyacentes,
     • La microestructura a temperatura ambiente del acero de 0.77% de carbono será totalmente perlítica.
   • Los aceros con un contenido en carbono menor del 0.77% se denominan hipoeutectoides
     • Los aceros con un contenido en carbono mayor que el 0.77% se denominan hipereutectoides.

3. Cinética de la transformación de la austenita

   • estudiar la evolución de esta transformación es mediante tratamientos isotérmicos a temperaturas subcríticas.
     • se analiza la evolución de la transformación
       • comparar la transformación que opera a las diferentes temperaturas de ensayo.
         • cuando se mantienen isotérmicamente
           • las muestras de acero deben enfriarse rápidamente
   • Otro efecto importante
     • los productos de transformación (ferrita+perlita) son tanto más finos
       • cuanto menor haya sido la temperatura
         • tiene una dureza de 10-20 HRC
           • con una separación interlaminar comprendida entre 0.25 y 0.5 !!m.
             • Las transformaciones perlíticas
               • tienen lugar por nucleación y crecimiento
   • Las estructuras de transformación que aparecen por debajo de la nariz de la curva
     • también son mezclas de ferrita y cementita
       • se denominan bainitas
         • Finalmente
           • cuando se enfria rápidamente una muestra de acero desde el dominio austenítico
             • la transformación perlítica tenga lugar, por debajo de aproximadamente 200°C,
               • El estudio de la transformación martensítica
                 • se realizará en un capítulo posterior.

4. Efecto de la velocidad de enfriamiento sobre las transformaciones ferrito- perlíticas

   • el efecto de aumentar la velocidad de enfriamiento
     • desde el dominio austenítico
       • se traduce en una disminución de la temperatura
         • La región de estabilidad de la austenita
           • se modifica entonces al variar la velocidad de enfriamiento
             • Se supone que la linea que marca la máxima solubilidad
               • de carbono en la austenita mantiene su tendencia al descender la temperatura
                 • en un enfriamiento continuo desde la región austenítica
     • los tratamientos térmicos
       • suelen consistir en enfriamientos continuos (no isotermos)
         • la austenita en enfriamientos continuos:
           • son las denominadas curvas CCT
             • que expresan el inicio y final de las transformaciones en enfriamientos

5. Austenización de los aceros

   • La reacción de formación de la austenita
     • calentamiento por encima de la temperatura crítica
       • se representa en un diagrama TTT
         • igual que en el caso de la descomposición de la austenita.
           • La principal diferencia
             • radica ahora en el hecho de que a medida
               • la velocidad de transformación aumenta continuamente.
                 • la formación de la austenita en calentamientos continuos es dependiente de la velocidad de calentamiento
                   • mismas transfonnaciones tienen lugar a una temperatura más alta
   • El crecimiento del grano de austenita
     • proceso espontáneo que tiene lugar por difusión
       • La adición de aluminio
         • dificulta el crecimiento del grano austenítico
           • estos compuestos precipitan en forma fina y dispersa

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