acero-propiedades mecanicas

CENTRO TECNOLOGICO DE SOLDADURAS EXSA

IntroducciIntroduccióón n a la a la

Metalurgia Metalurgia de la de la

SoldaduraSoldadura

Propiedades mecPropiedades mecáánicasnicas


Indican el comportamiento de los Indican el comportamiento de los materiales bajo diferentes condiciones de materiales bajo diferentes condiciones de carga.carga.En diseEn diseñño, muestran el grado de uso de o, muestran el grado de uso de un material en un producto.un material en un producto.Se determinan en pruebas de laboratorio.Se determinan en pruebas de laboratorio.


Cuando se les esta aplicando una fuerza a Cuando se les esta aplicando una fuerza a los metales, se revelan dos tipos de los metales, se revelan dos tipos de comportamientos: elcomportamientos: eláástico y plstico y pláástico, las stico, las caractercaracteríísticas msticas máás importantes son:s importantes son:

MMááxima resistencia a la tensixima resistencia a la tensióón.n.LLíímite de fluencia.mite de fluencia.ElongaciElongacióón.n.


MMóódulo de elasticidad.dulo de elasticidad.Resistencia a la compresiResistencia a la compresióón.n.Resistencia al corte.Resistencia al corte.Resistencia a la fatiga.Resistencia a la fatiga.Resistencia al impacto.Resistencia al impacto.Dureza.Dureza.


A excepciA excepcióón de las pruebas de impacto y n de las pruebas de impacto y fatiga, el resto son determinadas bajo fatiga, el resto son determinadas bajo cargas estcargas estááticas ticas óó uniformes.uniformes.La resistencia al impacto se determina La resistencia al impacto se determina bajo cargas dinbajo cargas dináámicas.micas.La resistencia a la fatiga se determina bajo La resistencia a la fatiga se determina bajo cargas ccargas cííclicas. clicas.

Resistencia a la tensiResistencia a la tensióónn

La probeta metLa probeta metáálica se somete a una lica se somete a una carga de axial de carga de axial de ““estiramientoestiramiento””, cuya tasa , cuya tasa de incremento es constante.de incremento es constante.


Antes de iniciar la prueba, la probeta es Antes de iniciar la prueba, la probeta es marcada con dos pulgadas de separacimarcada con dos pulgadas de separacióón n entre puntos. entre puntos. La carga aplicada sobre la secciLa carga aplicada sobre la seccióón n tranversaltranversal determina el esfuerzo.determina el esfuerzo.El El ““estiramientoestiramiento”” de la probeta en de la probeta en pulgadas divido por pulgada de longitud, pulgadas divido por pulgada de longitud, indica la deformaciindica la deformacióón. n.

Resistencia a la tensiResistencia a la tensióónnCARGA (kgf)

LÍMITE DE RESISTENCIA AFLUENCIA LA TRACCIÓN

CARGA MÁXIMAALARGAMIENTO

Rotura

CARGA FLUENCIA

DEFORMACIÓN

1

LongitudInicial (Lo)200 mm

232 mmLongitudFinal (Lf)252 mm

2

3

ZONA ELÁSTICA

210 mm

ZONA PLÁSTICA

X

CARGA (kgf)LÍMITE DE RESISTENCIA AFLUENCIA LA TRACCIÓN

CARGA MÁXIMAALARGAMIENTO

Rotura

CARGA FLUENCIA

DEFORMACIÓN

1

LongitudInicial (Lo)200 mm

232 mmLongitudFinal (Lf)252 mm

2

3

ZONA ELÁSTICA

210 mm

ZONA PLÁSTICA

X


Si la carga se remueve por debajo del lSi la carga se remueve por debajo del líímite de mite de fluencia, la probeta recuperarfluencia, la probeta recuperaráá sus dimensiones sus dimensiones originales (eloriginales (eláástico).stico).Si la carga se remueve por arriba del lSi la carga se remueve por arriba del líímite de mite de fluencia, la deformacifluencia, la deformacióón es permanente n es permanente (pl(pláástico).stico).El lEl líímite de fluencia se reporta entre las mite de fluencia se reporta entre las propiedades de los consumibles de soldadura.propiedades de los consumibles de soldadura.


El mEl mááximo valor de esfuerzo que se ximo valor de esfuerzo que se alcanza antes de que ocurra la fractura es alcanza antes de que ocurra la fractura es conocido como resistencia mconocido como resistencia mááxima a la xima a la tensitensióón.n.

Este valor es uno de los que se reportan Este valor es uno de los que se reportan con los consumibles para soldadura.con los consumibles para soldadura.

Resistencia a la compresiResistencia a la compresióónn

La forma de determinarla es similar a la La forma de determinarla es similar a la prueba de tensiprueba de tensióón.n.En la prEn la prááctica, se asume que la resistencia ctica, se asume que la resistencia a la compresia la compresióón es similar a la resistencia n es similar a la resistencia a la tensia la tensióón.n.En la realidad, la resistencia a la En la realidad, la resistencia a la compresicompresióón es mayor que la resistencia a n es mayor que la resistencia a la tensila tensióón.n.

DuctilidadDuctilidad

La facilidad que presenta un material para La facilidad que presenta un material para deformarse pldeformarse pláásticamente al ser sometido sticamente al ser sometido a una carga.a una carga.BBáásicamente, se puede expresar de dos sicamente, se puede expresar de dos formas:formas:

ElongaciElongacióón.n.ReducciReduccióón de n de áárea.rea.


25% de elongaci25% de elongacióón:n:%E%E = = ΔΔL/LL/Lii

Este valor tambiEste valor tambiéén es n es reportado para los reportado para los consumibles de soldadura.consumibles de soldadura.


ReducciReduccióón de n de áárea.rea.%Ra%Ra = = ΔΔAA´́s/As/Aii

Ai

Afi

Ductilidad Ductilidad

Bajo la misma carga, dos materiales no Bajo la misma carga, dos materiales no se deformarse deformaráán de la misma forma.n de la misma forma.El mEl móódulo de elasticidad ayuda a dulo de elasticidad ayuda a comparar la comparar la rríígidezgidez de dos metales.de dos metales.Es la relaciEs la relacióón esfuerzon esfuerzo--deformacideformacióón dentro n dentro del ldel líímite elmite eláástico.stico.

Ductilidad Ductilidad

MMóódulo de elasticidad:dulo de elasticidad:E = Esfuerzo (E = Esfuerzo (σσ)/Deformaci)/Deformacióón (n (εε))

Deformación (in/in)

Esfuerzo (1,000 psi) Tungsteno

Acero

Hierros colados

Caucho

FatigaFatiga

Varias probetas son sometidas a cargas cVarias probetas son sometidas a cargas cííclicas, clicas, a diferentes valores de esfuerzo. El na diferentes valores de esfuerzo. El núúmero de mero de ciclos antes de la falla determina el lciclos antes de la falla determina el líímite de mite de continuidad.continuidad.

El lEl líímite de continuidad representa el valor de mite de continuidad representa el valor de esfuerzo mesfuerzo mááximo al que un material puede ser ximo al que un material puede ser sometido cuando la aplicacisometido cuando la aplicacióón de la carga es n de la carga es ccííclica.clica.

FatigaFatiga

“N” número de ciclos

σ – Esfuerzo (1,000 psi)

Límite de

Continuidad

Resistencia al ImpactoResistencia al Impacto

Es la habilidad de un material para absorber la Es la habilidad de un material para absorber la energenergíía de una carga aplicada sa de una carga aplicada súúbitamente.bitamente.Del diagrama esfuerzo deformaciDel diagrama esfuerzo deformacióón se obtienen n se obtienen las dos propiedades mlas dos propiedades máás importantes que s importantes que afectan la resistencia al impacto:afectan la resistencia al impacto:

MMóódulo de resiliencia.dulo de resiliencia.MMááxima energxima energíía de resistencia (tenacidad).a de resistencia (tenacidad).

Resistencia al ImpactoResistencia al ImpactoEsfuerzo unitario (σ)

Deformación unitaria (ε)

Resistencia al ImpactoResistencia al Impacto

La prueba mLa prueba máás s comuncomun es la es la CharpyCharpy::Un pUn pééndulo, de peso fijo se deja caer desde una ndulo, de peso fijo se deja caer desde una altura que esta predeterminada.altura que esta predeterminada.Golpea a la probeta en el lado contrario de la muesca.Golpea a la probeta en el lado contrario de la muesca.Se mide la altura que el pSe mide la altura que el pééndulo alcanza despundulo alcanza despuéés del s del impacto para determinar la energimpacto para determinar la energíía absorbida.a absorbida.

Resistencia al ImpactoResistencia al ImpactoLa temperatura tiene la mayor influencia sobre la La temperatura tiene la mayor influencia sobre la resistencia al impacto.resistencia al impacto.Se grSe grááfica la energfica la energíía absorbida contra la temperatura a absorbida contra la temperatura para determinar el punto de inflexipara determinar el punto de inflexióón.n.

Resistencia al ImpactoResistencia al ImpactoEnergía de Impacto (ft-lb)

Temperatura (oF)

Punto de Inflexión15 ft-lb

Punto de Inflexión15 ft-lb

DurezaDureza

Es la habilidad de un material para resistir Es la habilidad de un material para resistir la penetracila penetracióón o n o identaciidentacióónn..Se aplica una carga fija sobre la probeta y Se aplica una carga fija sobre la probeta y se mide el se mide el áárea de la huella dejada por el rea de la huella dejada por el identadoridentador..El El áárea se relaciona con una escala para rea se relaciona con una escala para determinar un valor de dureza.determinar un valor de dureza.

Ya conocimos las propiedades mecYa conocimos las propiedades mecáánicas, nicas, ahora conozcamos el interior de los ahora conozcamos el interior de los metales.metales.

ESTRUCTURA CRISTALINAESTRUCTURA CRISTALINA

Los materiales tienen estructuras cristalinas simples Los materiales tienen estructuras cristalinas simples que se pueden representar a travque se pueden representar a travéés de tres s de tres ordenamientos atordenamientos atóómicos:micos:

Estructura cubica centrada en el cuerpo (BCC)Estructura cubica centrada en el cuerpo (BCC)Estructura cubica centrada en las caras (FCC)Estructura cubica centrada en las caras (FCC)Estructura hexagonal compacta (HC)Estructura hexagonal compacta (HC)

La mayorLa mayoríía de los metales se cristalizan en estos tres a de los metales se cristalizan en estos tres sistemas.sistemas.

(BCC)(BCC) Au, Al, Cu, Pb, FeAu, Al, Cu, Pb, Feαα, Ni, Ag, Ni, Ag

(FCC)(FCC) Cr, Mo, FeCr, Mo, Feγγ, W, V, W, V(HC)(HC) Cd, Zn, Mg, Co, Ti, ZrCd, Zn, Mg, Co, Ti, Zr

Metales con (BCC) son mas dMetales con (BCC) son mas dúúctiles.ctiles.

MIRANDO EL INTERIOR DE LOS METALESMIRANDO EL INTERIOR DE LOS METALES

Al observar al microscopio una superficie pulida de Al observar al microscopio una superficie pulida de un metal nos es imposible observar los un metal nos es imposible observar los áátomos pues tomos pues ellos son de tamaellos son de tamañño subo sub--microscmicroscóópico.pico.Lo que observamos es una superficie que representa Lo que observamos es una superficie que representa a la agrupacia la agrupacióón de millones de millones de estos n de millones de millones de estos áátomos ordenados cristalinamente.tomos ordenados cristalinamente.

MIRANDO EL INTERIOR DE LOS METALESMIRANDO EL INTERIOR DE LOS METALES

OBSERVACION METALOGRAFICAOBSERVACION METALOGRAFICA

Para observar un metal al microscopio la superficie debe Para observar un metal al microscopio la superficie debe estar debidamente pulida y atacada questar debidamente pulida y atacada quíímicamente.micamente.Las lLas lííneas oscuras que se observan en la imagen neas oscuras que se observan en la imagen metalografica de un metal puro son los limites de grano, y metalografica de un metal puro son los limites de grano, y nos permite conocer el tamanos permite conocer el tamañño de los granos que o de los granos que conforman este metalconforman este metal

TAMATAMAÑÑO DE GRANOO DE GRANO

El tamaEl tamañño de grano influye de manera importante sobre las o de grano influye de manera importante sobre las propiedades mecpropiedades mecáánicas del metal. Cuando el metal esta nicas del metal. Cuando el metal esta constituido por una micro estructura de grano fino, las constituido por una micro estructura de grano fino, las propiedades son mejores que las del mismo metal con grano propiedades son mejores que las del mismo metal con grano grueso.grueso.Este crecimiento se debe a la temperatura y el tiempo.Este crecimiento se debe a la temperatura y el tiempo.

EL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DEL EL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DEL SISTEMA FeSISTEMA Fe--CC

Este diagrama nos sirve para conocer la fase o fases Este diagrama nos sirve para conocer la fase o fases existentes en una aleaciexistentes en una aleacióón con una determinada n con una determinada composicicomposicióón qun quíímica.mica.Al igual que ocurre con los metales alotrAl igual que ocurre con los metales alotróópicos, picos, ciertas aleaciones pueden modificar sus fases con la ciertas aleaciones pueden modificar sus fases con la temperatura.temperatura.El diagrama FeEl diagrama Fe--C se observa varias transformaciones C se observa varias transformaciones es estado ses estado sóólido que producen la formacilido que producen la formacióón de n de diferentes fases.diferentes fases.Cuando observamos un acero al microscopio Cuando observamos un acero al microscopio podemos diferenciar claramente cada fase presente podemos diferenciar claramente cada fase presente en el.en el.El acero esta constituido por constituyentes, como la El acero esta constituido por constituyentes, como la ferrita, austenita, ferrita delta, cementita.ferrita, austenita, ferrita delta, cementita.

QUE INFORMACION PODEMOS EXTRAER QUE INFORMACION PODEMOS EXTRAER DEL DIAGRAMA FeDEL DIAGRAMA Fe--CC

RESUMENRESUMENLos metales poseen, en estado sLos metales poseen, en estado sóólido, una estructura lido, una estructura atatóómica ordenada que recibe el nombre de estructura mica ordenada que recibe el nombre de estructura cristalina.cristalina.Los metales poseen bLos metales poseen báásicamente tres tipos de sicamente tres tipos de ordenamientos atordenamientos atóómicos: BCC, FCC y HCmicos: BCC, FCC y HCLos metales con estructura BCC son mas dLos metales con estructura BCC son mas dúúctiles y ctiles y tenaces que los metales con estructura HC y FCCtenaces que los metales con estructura HC y FCCLa estructura cristalina tiene una influencia La estructura cristalina tiene una influencia importante en las propiedades mecimportante en las propiedades mecáánicas de los nicas de los metales.metales.Algunos metales pueden cambiar su estructura Algunos metales pueden cambiar su estructura cristalina con la temperatura (alotropcristalina con la temperatura (alotropíía)a)El hierro es un metal alotrEl hierro es un metal alotróópico que tiene una pico que tiene una estructura BCC a temperatura ambiente y FCC por estructura BCC a temperatura ambiente y FCC por encima de los 911encima de los 911°°CC

RESUMENRESUMENEl acero es una aleaciEl acero es una aleacióón de hierro con carbonon de hierro con carbonoEl carbono le confiere al acero un incremento notable El carbono le confiere al acero un incremento notable en su resistencia mecen su resistencia mecáánica.nica.El acero al igual que el hierro sufre transformaciones El acero al igual que el hierro sufre transformaciones micro estructurales en estado smicro estructurales en estado sóólido que depende de lido que depende de su %Csu %CEl diagrama de equilibrio es un mapa que permite El diagrama de equilibrio es un mapa que permite conocer que fases y a que temperatura estconocer que fases y a que temperatura estáán n presentes en una aleacipresentes en una aleacióón en condiciones de n en condiciones de equilibrioequilibrioLas condiciones de equilibrio se alcanzan a travLas condiciones de equilibrio se alcanzan a travéés de s de calentamiento y/o enfriamiento muy lentocalentamiento y/o enfriamiento muy lentoLa austenita, la cementita y la ferrita son fases del La austenita, la cementita y la ferrita son fases del acero en estado de equilibrio.acero en estado de equilibrio.

EL ACERO EN ESTADO DE EQUILIBRIOEL ACERO EN ESTADO DE EQUILIBRIO

Ferrita delta (Ferrita delta (δδ))Aparece a temperaturas superiores a los 1495Aparece a temperaturas superiores a los 1495°°CCEs una soluciEs una solucióón sn sóólida intersticial de C en hierro BCClida intersticial de C en hierro BCCSu extensiSu extensióón reducida, existe a elevadas temp. Y la n reducida, existe a elevadas temp. Y la imposibilidad de retenerlo a temp. ambiente, hace que sea imposibilidad de retenerlo a temp. ambiente, hace que sea difdifíícilmente observable, no ejerce influencia sobre las cilmente observable, no ejerce influencia sobre las propiedades mecpropiedades mecáánicasnicas

Austenita (Austenita (γγ))Es una soluciEs una solucióón sn sóólida intersticial de C en hierro FCClida intersticial de C en hierro FCCSe encuentra en equilibrio en los aceros a temp. Superiores Se encuentra en equilibrio en los aceros a temp. Superiores a A3a A3Se le puede retener a temperatura ambiente mediante Se le puede retener a temperatura ambiente mediante enfriamientos suficientemente enenfriamientos suficientemente enéérgicos, aceros aleados.rgicos, aceros aleados.R.T. 88R.T. 88--105 kg/mm2, 300HB105 kg/mm2, 300HBLa austenita es no magnLa austenita es no magnééticaticaLos granos de austenita son de forma poliLos granos de austenita son de forma poliéédrica, limitados drica, limitados por caras relativamente planaspor caras relativamente planas

Los Micro Los Micro constituyentesconstituyentes

Ferrita (Ferrita (αα))Es una soluciEs una solucióón sn sóólida intersticial de C en hierro BCClida intersticial de C en hierro BCCEs el constituyente mas blando del aceroEs el constituyente mas blando del aceroR.T. 28 kg/mm2, %E 35%, 90HBR.T. 28 kg/mm2, %E 35%, 90HBEs estable hasta una temp. aprox. 911Es estable hasta una temp. aprox. 911°°C, por encima se C, por encima se transforma en austenita.transforma en austenita.Esta como una fase libre en aceros de hasta 0,8%, para Esta como una fase libre en aceros de hasta 0,8%, para mayores contenidos de C, la Ferrita conforma la Perlitamayores contenidos de C, la Ferrita conforma la Perlita

CementitaCementitaEs un compuesto quEs un compuesto quíímico constituido por Fe y C, de formula mico constituido por Fe y C, de formula Fe3C y que contiene 6,67%CFe3C y que contiene 6,67%CEs el constituyente mas duro de los aceros, 750HB o 68HRcEs el constituyente mas duro de los aceros, 750HB o 68HRcSiempre esta acompaSiempre esta acompaññada de ferrita o austenitaada de ferrita o austenita


PerlitaPerlitaNo es una fase como la ferrita, la austenita o la No es una fase como la ferrita, la austenita o la cementita, sino un agregado de dos fases (ferrita cementita, sino un agregado de dos fases (ferrita y cementita), cuyas proporciones en peso son y cementita), cuyas proporciones en peso son 88% y 12% respectivamente.88% y 12% respectivamente.Esta constituida por laminas de ferita y de Esta constituida por laminas de ferita y de cementita, adquiriendo un aspecto laminarcementita, adquiriendo un aspecto laminarEl contenido medio en C de la perlita es de 0,8% El contenido medio en C de la perlita es de 0,8% CCLa micro estructura de un acero de 0,8%C es La micro estructura de un acero de 0,8%C es 100% perlita100% perlita


ESTRUTURA DE LOS ACEROS EN ESTADO ESTRUTURA DE LOS ACEROS EN ESTADO DE EQUILIBRIODE EQUILIBRIO

Ahora veremos como se presenta estos Ahora veremos como se presenta estos constituyentes en la micro estructura de un acero en constituyentes en la micro estructura de un acero en funcifuncióón de su %C.n de su %C.Se analizara solamente lo que ocurre con el acero Se analizara solamente lo que ocurre con el acero cuando es calentado y enfriado muy lentamente, en cuando es calentado y enfriado muy lentamente, en estado sestado sóólido.lido.Desde temperatura ambiente hasta los 1250Desde temperatura ambiente hasta los 1250°°C.C.La transformaciLa transformacióón alotrn alotróópica no ocurrirpica no ocurriráá a una a una temperatura fija (911temperatura fija (911°°C), sino dentro de un rango de C), sino dentro de un rango de temperaturas, de manera que obtendrtemperaturas, de manera que obtendráá dos fases dos fases (austenita + ferrita).(austenita + ferrita).En fig. 18 analizaremos que ocurre con estas En fig. 18 analizaremos que ocurre con estas transformaciones en tres aceros distintos, 0,3%C, transformaciones en tres aceros distintos, 0,3%C, otro con 0,8% y el ultimo con 1,0%C.otro con 0,8% y el ultimo con 1,0%C.

Las propiedades mecLas propiedades mecáánicas de los aceros en estado de nicas de los aceros en estado de equilibrio dependen de las fases presentes en su micro equilibrio dependen de las fases presentes en su micro estructura y de su distribuciestructura y de su distribucióón.n.La ferrita es blanda, poco resistente y muy deformable.La ferrita es blanda, poco resistente y muy deformable.La cementita es dura, resistente y muy frLa cementita es dura, resistente y muy fráágil.gil.La perlita combina ambas propiedades y tiene buena La perlita combina ambas propiedades y tiene buena resistencia y dureza, asresistencia y dureza, asíí como una deformabilidad como una deformabilidad aceptable.aceptable.Los aceros hipoLos aceros hipo--eutectoides esteutectoides estáán constituidos por una n constituidos por una estructura continua de granos de ferrita en la que estructura continua de granos de ferrita en la que intercalan colonias de perlita. Son por tanto, bastante intercalan colonias de perlita. Son por tanto, bastante ddúúctiles y resistentes, reduciendo su ductilidad y ctiles y resistentes, reduciendo su ductilidad y aumentando la resistencia mecaumentando la resistencia mecáánica y la dureza nica y la dureza conforme aumenta la perlita a medida que aumenta el conforme aumenta la perlita a medida que aumenta el contenido de Ccontenido de C

PROPIEDADES MECANICASPROPIEDADES MECANICAS

Propiedades MecPropiedades Mecáánicas de los aceros al C, nicas de los aceros al C, Recocidos y Normalizados en funciRecocidos y Normalizados en funcióón del %C n del %C

(Kg/mm2)(Kg/mm2)

LOS ACEROS FUERA DEL ESTADO DE LOS ACEROS FUERA DEL ESTADO DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO

¿¿Que es un tratamiento tQue es un tratamiento téérmico?rmico?Es una secuencia de calentamiento, permanencia a la Es una secuencia de calentamiento, permanencia a la temperatura de tratamiento y enfriamiento hasta la temperatura de tratamiento y enfriamiento hasta la temperatura ambiente, elegidos adecuadamente para temperatura ambiente, elegidos adecuadamente para conseguir determinadas propiedades en el material.conseguir determinadas propiedades en el material.Un acero sometido a tratamientos tUn acero sometido a tratamientos téérmicos puede rmicos puede alcanzar una resistencia mecalcanzar una resistencia mecáánica de hasta 250% nica de hasta 250% mayor que en su condicimayor que en su condicióón de recocidon de recocidoEl secreto del notable incremento de las propiedades El secreto del notable incremento de las propiedades del acero, radica en los cambios micro estructurales del acero, radica en los cambios micro estructurales que este puede alcanzar que este puede alcanzar en condiciones fuera de en condiciones fuera de equilibrioequilibrio..

¿¿Que significa un acero en Que significa un acero en condiciones fuera de equilibrio?condiciones fuera de equilibrio?

Sabemos que un acero esta en condiciones de equilibrio Sabemos que un acero esta en condiciones de equilibrio cuando es calentado y enfriado muy lentamente de manera cuando es calentado y enfriado muy lentamente de manera que las fases presentes correspondan al diagrama Feque las fases presentes correspondan al diagrama Fe--C.C.Si el acero es enfriado rSi el acero es enfriado ráápidamente, entonces la micro pidamente, entonces la micro estructura que se obtiene varia mucho con respecto a la que estructura que se obtiene varia mucho con respecto a la que se esperarse esperaríía de acuerdo al diagrama de equilibrio.a de acuerdo al diagrama de equilibrio.En estas condiciones se dice que el acero ha sufrido En estas condiciones se dice que el acero ha sufrido transformaciones fuera del equilibrio.transformaciones fuera del equilibrio.Los aceros que se calienta y enfrLos aceros que se calienta y enfríían en condiciones de an en condiciones de equilibrio sufren transformaciones reversibles.equilibrio sufren transformaciones reversibles.En cambio los aceros que son enfriados rEn cambio los aceros que son enfriados ráápidamente desde pidamente desde su temperatura de austenizacion sufren transformaciones su temperatura de austenizacion sufren transformaciones fuera de equilibrio que provocan transformaciones fuera de equilibrio que provocan transformaciones irreversiblesirreversibles

¿¿Que significa un acero en Que significa un acero en condiciones fuera de equilibrio?condiciones fuera de equilibrio?

Cuando uno calienta el acero hasta alcanzar una temperatura Cuando uno calienta el acero hasta alcanzar una temperatura de austenizacide austenizacióón y luego lo enfrn y luego lo enfríía hasta la temp. Ambiente, su a hasta la temp. Ambiente, su resistencia se incrementa conforme aumenta la velocidad de resistencia se incrementa conforme aumenta la velocidad de enfriamiento desde la temp. De austenizacienfriamiento desde la temp. De austenizacióón.n.En la practica, tenemos la posibilidad de modificar la estructurEn la practica, tenemos la posibilidad de modificar la estructura a de los aceros sometiendolos a ciclos tde los aceros sometiendolos a ciclos téérmicos, a los que rmicos, a los que llamamos llamamos tratamientos ttratamientos téérmicos.rmicos.De esta forma, un mismo acero puede presentar, a temp. De esta forma, un mismo acero puede presentar, a temp. ambiente, diferentes micro estructuras, a las que corresponden ambiente, diferentes micro estructuras, a las que corresponden propiedades mecpropiedades mecáánicas igualmente distintas.nicas igualmente distintas.Las estructuras que se consigue con los tratamientos tLas estructuras que se consigue con los tratamientos téérmicos, rmicos, no son estructuras de equilibrio, sino que han de considerarse no son estructuras de equilibrio, sino que han de considerarse inestables, es decir, que en presencia de ligeros calentamientosinestables, es decir, que en presencia de ligeros calentamientospueden sufrir grandes cambios. Pero estable a temp. amb.pueden sufrir grandes cambios. Pero estable a temp. amb.

LAS TRANSFORMACIONES DE LA LAS TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITAAUSTENITA

L a austenita es la fase clave para casi todos los L a austenita es la fase clave para casi todos los tratamientos ttratamientos téérmicos del acero. rmicos del acero. Es punto de partida de aquellos tratamientos que Es punto de partida de aquellos tratamientos que impliquen una transformaciimpliquen una transformacióón micro estructural en n micro estructural en estado sestado sóólido del acero.lido del acero.El recocido, el normalizado y el temple, se inician con El recocido, el normalizado y el temple, se inician con un calentamiento del acero hasta temp. A la cual la un calentamiento del acero hasta temp. A la cual la micro estructura es austenita, manteniendo el tiempo micro estructura es austenita, manteniendo el tiempo suficiente para lograr su austenizacisuficiente para lograr su austenizacióón completa.n completa.La austenizaciLa austenizacióón hace desaparecer cualquier micro n hace desaparecer cualquier micro estructura anterior para luego, mediante estructura anterior para luego, mediante enfriamientos adecuados, transformar el acero a una enfriamientos adecuados, transformar el acero a una gran variedad de micro estructuras (y de propiedades gran variedad de micro estructuras (y de propiedades mecmecáánicas)nicas)

BAINITA BAINITA -- MARTENSITAMARTENSITA

Cuando las velocidades de enfriamiento se incrementan, la Cuando las velocidades de enfriamiento se incrementan, la micro estructura del acero empieza a presentar un nuevo micro estructura del acero empieza a presentar un nuevo constituyente denominado constituyente denominado ““bainitabainita””..La bainita tiene una morfologLa bainita tiene una morfologíía de tipo acicular donde las a de tipo acicular donde las agujas estagujas estáán constituidas por ferrita con carburos n constituidas por ferrita con carburos finamente dispersos.finamente dispersos.La bainita es de mayor dureza que la perlita pero mucho La bainita es de mayor dureza que la perlita pero mucho mas tenazmas tenazAumentando aun mas la velocidad de enfriamiento se Aumentando aun mas la velocidad de enfriamiento se consigue un nuevo constituyente mas duro que la bainita consigue un nuevo constituyente mas duro que la bainita y de morfology de morfologíía acicular conocido como a acicular conocido como ““martensitamartensita””..

LAS CURVAS TTT O DE LA LAS CURVAS TTT O DE LA ““SS””

Estudio realizado en la dEstudio realizado en la déécada de los 20 por Bain y cada de los 20 por Bain y DavenportDavenportEstudiaron la transformaciEstudiaron la transformacióón isotn isotéérmica de la austenita a rmica de la austenita a diversas temperaturas., examinando los nuevos micro diversas temperaturas., examinando los nuevos micro constituyentes que se formaban segconstituyentes que se formaban segúún la temperatura a la n la temperatura a la que se transforma la austenita.que se transforma la austenita.Sus conclusiones condujeron al trazado de las famosas Sus conclusiones condujeron al trazado de las famosas curvas de la S de transformacicurvas de la S de transformacióón isotn isotéérmica de la rmica de la austenita, llama tambiaustenita, llama tambiéén curvas TTT(Temp. Tiempo, n curvas TTT(Temp. Tiempo, TransformaciTransformacióón).n).El acero elegido para el estudio fue un acero al C El acero elegido para el estudio fue un acero al C eutectoide (0,8%)eutectoide (0,8%)

LAS CURVAS TTT O DE LA LAS CURVAS TTT O DE LA ““SS””

De la curva se puede apreciar que para alcanzar la De la curva se puede apreciar que para alcanzar la transformacitransformacióón isotn isotéérmica de la austenita, el acero es rmica de la austenita, el acero es enfriado desde la temp. De austenizacienfriado desde la temp. De austenizacióón hasta una temp. n hasta una temp. Inferior a Ac1(723).Inferior a Ac1(723).El enfriamiento se realiza en un baEl enfriamiento se realiza en un bañño de sales fundidas y o de sales fundidas y se lo mantiene en El el tiempo necesario para que ocurra se lo mantiene en El el tiempo necesario para que ocurra la transformacila transformacióón de la austenita.n de la austenita.Esta transformaciEsta transformacióón ocurre isotermicamente, es decir, n ocurre isotermicamente, es decir, manteniendolo a una temperatura determinada por un manteniendolo a una temperatura determinada por un tiempo determinado, la austenita se transformo en un tiempo determinado, la austenita se transformo en un nuevo constituyente, el cual se mantendrnuevo constituyente, el cual se mantendráá estable hasta estable hasta temp. amb.temp. amb.

ZONA DE FORMACION DE LA ZONA DE FORMACION DE LA PERLITA (A1 A 550PERLITA (A1 A 550°°C)C)

ZONA DE FORMACION DE LA ZONA DE FORMACION DE LA MARTENSITA (debajo de Ms)MARTENSITA (debajo de Ms)

acero-propiedades mecanicas

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