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ALEACIONES FERROSAS

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Page 1: Aleaciones ferrosas

ALEACIONES FERROSAS

Page 2: Aleaciones ferrosas

La aleaciones ferrosas se basan en La aleaciones ferrosas se basan en aleaciones de hierro carbono, incluyen:aleaciones de hierro carbono, incluyen:

?? los aceros al carbono, los aceros al carbono,

?? los aceros aleados y de herramientas,los aceros aleados y de herramientas,

?? los aceros inoxidables y los aceros inoxidables y

?? los hierros colados (o fundidos)los hierros colados (o fundidos)

Page 3: Aleaciones ferrosas

Los aceros se producen:Los aceros se producen:?? Refinando el mineral de hierroRefinando el mineral de hierro

En un alto horno, el mineral de hierro se reduce utilizando coquEn un alto horno, el mineral de hierro se reduce utilizando coque e (carb(carbóón) y aire para producir hierro bruto ln) y aire para producir hierro bruto lííquido. quido.

El alto contenido de carbono en el hierro bruto lEl alto contenido de carbono en el hierro bruto lííquido se reduce quido se reduce mediante introduccimediante introduccióón de oxn de oxíígeno en el horno de oxigenacigeno en el horno de oxigenacióón o de n o de aceraciaceracióón bn báásico para producir el acero lsico para producir el acero lííquido.quido.

Page 4: Aleaciones ferrosas

??Reciclando la chatarra de aceroReciclando la chatarra de acero

Se puede utilizar un horno elSe puede utilizar un horno elééctrico de arco para producir ctrico de arco para producir acero lacero lííquido mediante fundiciquido mediante fundicióón de chatarra.n de chatarra.

Page 5: Aleaciones ferrosas

ACEROSACEROS HIERROS FUNDIDOSHIERROS FUNDIDOS

REGION PARA ACEROS Y PARA HIERROS FUNDIDOSREGION PARA ACEROS Y PARA HIERROS FUNDIDOS

Page 6: Aleaciones ferrosas

Para el estudio de los aceros, nos concentraremos Para el estudio de los aceros, nos concentraremos en la porcien la porcióón n eutectoideeutectoide del diagrama Fedel diagrama Fe--FeFe33CC

Page 7: Aleaciones ferrosas

Los tratamientos tLos tratamientos téérmicos en el acero se basan en la rmicos en el acero se basan en la producciproduccióón de una mezcla de ferrita y de n de una mezcla de ferrita y de cementitacementitacon una adecuada combinacicon una adecuada combinacióón de propiedades n de propiedades dependiendo del tipo de dependiendo del tipo de microconstituyentemicroconstituyente que que forma esta combinaciforma esta combinacióón de fases:n de fases:

MartensitaMartensitarevenidarevenida

PerlitaPerlita BainitaBainitarevenidarevenida

Page 8: Aleaciones ferrosas

??ManufacturaManufactura??UsoUso??Contenido de carbonoContenido de carbono??ComposiciComposicióón qun quíímicamica

Clasificación de los aceros

Existen varios mExisten varios méétodos de clasificacitodos de clasificacióón para los n para los aceros que se basan en:aceros que se basan en:

Page 9: Aleaciones ferrosas

?? SegSegúún el mn el méétodo de todo de manufacturamanufactura los los aceros pueden ser:aceros pueden ser:

Acero BessemerAcero BessemerAcero de hogar abiertoAcero de hogar abiertoAcero de horno abiertoAcero de horno abiertoAcero de horno elAcero de horno elééctricoctricoAcero de crisol, etc.Acero de crisol, etc.

Page 10: Aleaciones ferrosas

?? SegSegúún el n el usouso que se le darque se le daráá, el acero , el acero pueden ser:pueden ser:

Acero para mAcero para mááquinasquinasAcero para resortesAcero para resortesAcero para calderasAcero para calderasAcero estructuralAcero estructuralAcero para herramientasAcero para herramientas

Page 11: Aleaciones ferrosas

?? De acuerdo con el De acuerdo con el contenido de contenido de carbonocarbono pueden ser:pueden ser:

Acero de bajo carbono: Acero de bajo carbono: hasta 0.25% de Chasta 0.25% de CAcero de medio carbono: Acero de medio carbono: de 0.25 a 0.55% de Cde 0.25 a 0.55% de CAcero de alto carbono: Acero de alto carbono: mmáás de 0.55% de Cs de 0.55% de C

Page 12: Aleaciones ferrosas

? De acuerdo con la composición química.

Este mEste méétodo establece un sistema numtodo establece un sistema numéérico para rico para indicar el contenido aproximado de los elementos indicar el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero. Existen dos tipos de importantes en el acero. Existen dos tipos de normas:normas:

AISIAISI American Iron and Steel InstituteAmerican Iron and Steel InstituteSAESAE Society of Automotive EngineersSociety of Automotive Engineers

Page 13: Aleaciones ferrosas

En ambos se emplean En ambos se emplean 4 o 5 d4 o 5 díígitosgitos que indican el que indican el tipo de acero y su contenido de carbono. tipo de acero y su contenido de carbono.

En las especificaciones AISI se puede incluir un En las especificaciones AISI se puede incluir un prefijo literal para indicar el proceso de manufactura prefijo literal para indicar el proceso de manufactura empleado en la producciempleado en la produccióón de acero.n de acero.

BB acero al carbono Bessemer de hogar abiertoacero al carbono Bessemer de hogar abiertoCC acero al carbono bacero al carbono báásico de hogar abiertosico de hogar abiertoEE proceso bproceso báásico de horno elsico de horno elééctrico.ctrico.

Las especificaciones SAE no emplean estos Las especificaciones SAE no emplean estos prefijos literales.prefijos literales.

Page 14: Aleaciones ferrosas

??El primero de los El primero de los 44 o o 5 d5 díígitosgitos de la designacide la designacióón numn numéérica rica indica el tipo al que pertenece el acero, indica el tipo al que pertenece el acero,

11 acero al carbonoacero al carbono22 acero al nacero al nííquelquel33 acero al nacero al nííquelquel--cromo,cromo,……

??En el caso de acero de aleaciEn el caso de acero de aleacióón simple, el segundo dn simple, el segundo díígito gito indica el porcentaje aproximado del elemento predominante indica el porcentaje aproximado del elemento predominante en la aleacien la aleacióón.n.

??Los dos o tres Los dos o tres úúltimos dltimos díígitos, generalmente indican el gitos, generalmente indican el contenido promedio de carbono (multiplicado por 100).contenido promedio de carbono (multiplicado por 100).

ejemplo:ejemplo:

Page 15: Aleaciones ferrosas

Acero Acero 25252020

ejemplo:ejemplo:

acero aleado con aproximadamente acero aleado con aproximadamente 5% de Ni5% de Ni

y con un contenido promedio de y con un contenido promedio de 0.2% de C0.2% de C

Page 16: Aleaciones ferrosas

1.80-2.200.75-1.000.56-0.649260

0.15-0.25%V0.40-0.600.40-0.700.15-0.300.70-0.900.18-0.238620

1.30-1.600.15-0.300.25-0.450.98-1.1052100

0.20-0.30%Mo1.65-2.000.15-0.300.45-0.650.17-0.224620

0.20-0.30%Mo0.70-0.901.65-2.000.15-0.300.60-0.800.38-0.434340

0.15-0.25%Mo0.80-1.100.15-0.300.75-1.000.38-0.434140

0.08-0.13%S0.70-1.000.37-0.441140

0.30-0.500.90-1.031095

0.60-0.900.75-0.881080

0.60-0.900.55-0.651060

0.60-0.900.37-0.441040

0.30-0.600.18-0.231020

Otros% Cr% Ni% Si% Mn% CNúmero

AISI-SAE

Page 17: Aleaciones ferrosas

EJERCICIOEJERCICIOEstime el nEstime el núúmero AISImero AISI--SAE para un acero al carbono que SAE para un acero al carbono que contiene 97% ferrita y 3% contiene 97% ferrita y 3% cementitacementita a temperatura a temperatura ambiente.ambiente.

Page 18: Aleaciones ferrosas

EJERCICIOEJERCICIOEstime el nEstime el núúmero AISImero AISI--SAE para un acero al carbono que SAE para un acero al carbono que contiene 97% ferrita y 3% contiene 97% ferrita y 3% cementitacementita a temperatura a temperatura ambiente.ambiente.

La composiciLa composicióón de cada fase es:n de cada fase es:

Page 19: Aleaciones ferrosas

EJERCICIOEJERCICIOEstime el nEstime el núúmero AISImero AISI--SAE para un acero al carbono que SAE para un acero al carbono que contiene 97% ferrita y 3% contiene 97% ferrita y 3% cementitacementita a temperatura a temperatura ambiente.ambiente.

x

La composiciLa composicióón de cada fase es:n de cada fase es:

Planteamos la regla de la Planteamos la regla de la palanca para una de las fases palanca para una de las fases presentes a la temperatura presentes a la temperatura ambiente ambiente

xx=% de C en el acero=% de C en el acero

Si resolvemos para Si resolvemos para xx encontramos que el contenido de carbono de este encontramos que el contenido de carbono de este acero es :acero es :

0.22% de C0.22% de C

Page 20: Aleaciones ferrosas

EJERCICIOEJERCICIOEstime el nEstime el núúmero AISImero AISI--SAE para un acero al carbono que SAE para un acero al carbono que contiene 97% ferrita y 3% contiene 97% ferrita y 3% cementitacementita a temperatura a temperatura ambiente.ambiente.

0.22% de C0.22% de C el nel núúmero AISImero AISI--SAE para este acero es SAE para este acero es 10201020

Page 21: Aleaciones ferrosas

Tratamientos tTratamientos téérmicos rmicos simplessimples

Page 22: Aleaciones ferrosas

Estos tratamientos se utilizan para obtener uno Estos tratamientos se utilizan para obtener uno de tres objetivos:de tres objetivos:

1.1. La eliminaciLa eliminacióón del deformado en n del deformado en frfrííoo

2.2. El control del endurecimiento por El control del endurecimiento por dispersidispersióón, o bienn, o bien

3.3. Para mejorar la Para mejorar la maquinabilidadmaquinabilidad

Page 23: Aleaciones ferrosas

Se tienen cuatro diferentes tratamientos Se tienen cuatro diferentes tratamientos ttéérmicos simples de uso comrmicos simples de uso comúún y se aplican n y se aplican dependiendo del tipo de acero que se quiere dependiendo del tipo de acero que se quiere tratar:tratar:

Aceros Aceros hipoeutectoideshipoeutectoides

?? Recocido intermedioRecocido intermedio

?? Recocido (total)Recocido (total)

?? NormalizadoNormalizado

?? EsferoidizaciEsferoidizacióónn

?? Recocido (total)Recocido (total)

?? NormalizadoNormalizado

Aceros Aceros hipereutectoideshipereutectoides

Page 24: Aleaciones ferrosas

Tratamientos tTratamientos téérmicos simples para rmicos simples para aceros aceros hipoeutectoideshipoeutectoides

Page 25: Aleaciones ferrosas

Recocido intermedio, eliminaciRecocido intermedio, eliminacióón del deformado en frn del deformado en frííoo

El tratamiento tEl tratamiento téérmico de rmico de recristalizacirecristalizacióónn, utilizado para , utilizado para eliminar el efecto del deformado en freliminar el efecto del deformado en fríío en aceros con o en aceros con menos de 0.25% C se conoce como menos de 0.25% C se conoce como recocido intermediorecocido intermedio. .

El recocido intermedio se efectEl recocido intermedio se efectúúa de 80a de 80°°CC a 170a 170°°CC, por , por debajo de la temperatura Adebajo de la temperatura A11..

Page 26: Aleaciones ferrosas

Recocido y NormalizadoRecocido y NormalizadoLos aceros se pueden endurecer por dispersiLos aceros se pueden endurecer por dispersióón, n, controlando el tamacontrolando el tamañño de la perlita. o de la perlita.

El acero inicialmente se calienta por arriba de AEl acero inicialmente se calienta por arriba de A33 para para producir producir austenitaaustenita homoghomogéénea, paso conocido como nea, paso conocido como austenitizaciaustenitizacióónn..

El El recocidorecocido completo completo es un proceso en donde el acero se es un proceso en donde el acero se enfrenfríía lentamente a lentamente en el hornoen el horno, produciendo una perlita , produciendo una perlita gruesa.gruesa.

El El normalizadonormalizado logra que el acero se logra que el acero se efrieefrie mmáás s rapidameterapidamete, , al aireal aire, produciendo perlita fina., produciendo perlita fina.

Page 27: Aleaciones ferrosas

Recocido Recocido

2.2. Enfriamiento lento dentro del horno produciendo una Enfriamiento lento dentro del horno produciendo una perlita gruesa que proporciona una resistencia perlita gruesa que proporciona una resistencia mecmecáánica relativamente baja y buena ductilidad.nica relativamente baja y buena ductilidad.

1.1. AutenitizarAutenitizar aproximadamente 30aproximadamente 30°° arriba de Aarriba de A3 3 para para producir 100% producir 100% austenitaaustenita

Page 28: Aleaciones ferrosas

Normalizado Normalizado

2.2. El acero se saca del horno para enfriamiento al aire El acero se saca del horno para enfriamiento al aire produciendo una perlita fina que proporciona una produciendo una perlita fina que proporciona una mayor resistencia mecmayor resistencia mecáánica.nica.

1.1. AutenitizarAutenitizar aproximadamente 55aproximadamente 55°° arriba de Aarriba de A3 3 para para producir 100% producir 100% austenitaaustenita

Page 29: Aleaciones ferrosas

Tratamientos tTratamientos téérmicos simples para rmicos simples para aceros aceros hipereutectoideshipereutectoides

Page 30: Aleaciones ferrosas

EsferoidizaciEsferoidizacióónn

El tratamiento de El tratamiento de esferoidizaciesferoidizacióónn consiste en un consiste en un calentamiento 30calentamiento 30°° por debajo de la temperatura Apor debajo de la temperatura A11 durante durante varias horas.varias horas.

Los aceros de alto carbono contienen gran cantidad de Los aceros de alto carbono contienen gran cantidad de FeFe33CC por lo que tienen caracterpor lo que tienen caracteríísticas de sticas de maquinabilidadmaquinabilidaddeficientes.deficientes.

Page 31: Aleaciones ferrosas

El El FeFe33CC cambia a partcambia a partíículas esfculas esfééricas grandes a fin de ricas grandes a fin de reducir la superficie de bordes. A la microestructura que se reducir la superficie de bordes. A la microestructura que se forma se le denomina forma se le denomina esferoiditaesferoidita y consta de una matriz y consta de una matriz continua de ferrita blanda y continua de ferrita blanda y maquinablemaquinable..

DespuDespuéés del maquinado se le da al acero un tratamiento s del maquinado se le da al acero un tratamiento ttéérmico mrmico máás complejo, para producir las propiedades s complejo, para producir las propiedades requeridas.requeridas.

Page 32: Aleaciones ferrosas

Recocido Recocido

2.2. Enfriamiento lento dentro del horno produciendo una Enfriamiento lento dentro del horno produciendo una perlita gruesa que proporciona una resistencia mecperlita gruesa que proporciona una resistencia mecáánica nica relativamente baja y buena ductilidad.relativamente baja y buena ductilidad.

1.1. AutenitizarAutenitizar aproximadamente 30aproximadamente 30°° arriba de Aarriba de A1 1 para para producir producir austenitaaustenita mas mas cementitacementita, esto impide la , esto impide la formaciformacióón de una peln de una pelíícula frcula fráágil y continua de gil y continua de cementitacementitaen los len los líímites de grano, esta se formarmites de grano, esta se formaríía por un a por un enfriamiento lento desde la regienfriamiento lento desde la regióón de n de austenitaaustenita..

Page 33: Aleaciones ferrosas

Normalizado Normalizado

2.2. El acero se saca del horno para enfriamiento al aire El acero se saca del horno para enfriamiento al aire produciendo una perlita fina que proporciona una produciendo una perlita fina que proporciona una mayor resistencia mecmayor resistencia mecáánica.nica.

1.1. AutenitizarAutenitizar aproximadamente 55aproximadamente 55°° arriba de arriba de AAcmcm

para producir 100% para producir 100% austenitaaustenita

Page 34: Aleaciones ferrosas

RESUMENRESUMEN

Page 35: Aleaciones ferrosas

Propiedades tPropiedades tíípicas obtenidas al recocer y normalizar picas obtenidas al recocer y normalizar aceros de bajo carbonoaceros de bajo carbono

Page 36: Aleaciones ferrosas

Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el recocido, el normalizado y el recocido, el normalizado y el esferoidizadoesferoidizado de los aceros de los aceros 1020, 1077 y 10120.1020, 1077 y 10120.

EJERCICIOEJERCICIO

Page 37: Aleaciones ferrosas

Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el recocido, el normalizado y el recocido, el normalizado y el esferoidizadoesferoidizado de los aceros de los aceros 1020, 1077 y 10120.1020, 1077 y 10120.

EJERCICIOEJERCICIO

Esferoidizado

Normalizado

Recocido

Recocido intermedio

A1=A3=

Temperaturas críticas

Page 38: Aleaciones ferrosas

Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el Recomiende temperaturas para el recocido intermedio, el recocido, el normalizado y el recocido, el normalizado y el esferoidizadoesferoidizado de los aceros de los aceros 1020, 1077 y 10120.1020, 1077 y 10120.

EJERCICIOEJERCICIO

Esferoidizado

Normalizado

Recocido

Recocido intermedio

A1=A3=

Temperaturas críticas

Para un acero 1020Para un acero 1020727727°°CC830830°°CC

AA11 -- 80 =64780 =647AA11 --170=557170=557

557 a 647557 a 647°°CC

AA33 +30=+30=860860°°CC

AA33 +55=+55=885885°°CC

no se haceno se hace

Page 39: Aleaciones ferrosas

Esferoidizado

Normalizado

Recocido

Recocido intermedio

A1=Temperaturas

críticas

Para un acero 1077Para un acero 1077

727727°°CC

No se haceNo se hace

AA11 +30=+30=757757°°CC

AA11 +55=+55=782782°°CC

AA11 -- 30=30=697697°°CC

Page 40: Aleaciones ferrosas

Esferoidizado

Normalizado

Recocido

Recocido intermedio

A1 =Acm=

Temperaturas críticas

Para un acero 10120Para un acero 10120

727727°°CC895895°°CC

AA11 +30=+30=757757°°CC

AAcmcm +55=+55=950950°°CC

no se haceno se hace

AA11 -- 30=30=697697°°CC

Page 41: Aleaciones ferrosas

Tratamientos Tratamientos isotisotéérmicosrmicos

Page 42: Aleaciones ferrosas

Conforme baja la temperatura isotConforme baja la temperatura isotéérmica de rmica de transformacitransformacióón y por arriba de la nariz de la curva n y por arriba de la nariz de la curva TTT, la TTT, la perlitaperlita se vuelve progresivamente mse vuelve progresivamente máás fina. s fina.

PerlitaPerlita

Page 43: Aleaciones ferrosas

Por debajo de la temperatura de la nariz de la curva Por debajo de la temperatura de la nariz de la curva empieza a formarse empieza a formarse bainitabainita..

BainitaBainita

Page 44: Aleaciones ferrosas

Cuando el enfriamiento se hace bruscamente hasta Cuando el enfriamiento se hace bruscamente hasta temperaturas mtemperaturas máás bajas se obtendrs bajas se obtendráá martensitamartensita..

MartensitaMartensita

Page 45: Aleaciones ferrosas

EFECTO DEL CARBONO SOBRE EL EFECTO DEL CARBONO SOBRE EL DIAGRAMA TTTDIAGRAMA TTT

El diagrama TTT debe reflejar la posible El diagrama TTT debe reflejar la posible formaciformacióón de una fase primaria tanto en los n de una fase primaria tanto en los aceros aceros hipoeutectoideshipoeutectoides como en los como en los hipereutectoideshipereutectoides..

Page 46: Aleaciones ferrosas

DIAGRAMA TTTDIAGRAMA TTT

para un acero 1050para un acero 1050

Page 47: Aleaciones ferrosas

DIAGRAMA TTTDIAGRAMA TTT

para un acero 10110para un acero 10110

Page 48: Aleaciones ferrosas

InterrupciInterrupcióón de la transformacin de la transformacióón n isotisotéérmicarmica

Page 49: Aleaciones ferrosas

InterrupciInterrupcióón de la transformacin de la transformacióón n isotisotéérmicarmica

Page 50: Aleaciones ferrosas

InterrupciInterrupcióón de la transformacin de la transformacióón n isotisotéérmicarmica

Page 51: Aleaciones ferrosas

InterrupciInterrupcióón de la transformacin de la transformacióón n isotisotéérmicarmica

Page 52: Aleaciones ferrosas

??Recocido isotRecocido isotéérmicormico

??Revenido en la fase Revenido en la fase austenaustenííticatica

??Tratamientos tTratamientos téérmicos de rmicos de templado y revenidotemplado y revenido

Page 53: Aleaciones ferrosas

El recocido y el normalizado se utilizan para El recocido y el normalizado se utilizan para controlar la finura de la perlita. Sin embargo, la controlar la finura de la perlita. Sin embargo, la perlita que se forma mediante perlita que se forma mediante recocido isotrecocido isotéérmicormicopuede dar propiedades mpuede dar propiedades máás uniformes, ya que las s uniformes, ya que las velocidades de enfriamiento y la microestructura velocidades de enfriamiento y la microestructura obtenida durante el recocido y el normalizado varobtenida durante el recocido y el normalizado varíían an a lo largo de la seccia lo largo de la seccióón transversal del acero.n transversal del acero.

RECOCIDO ISOTRECOCIDO ISOTÉÉRMICORMICO

Page 54: Aleaciones ferrosas

RECOCIDO ISOTRECOCIDO ISOTÉÉRMICORMICO

Page 55: Aleaciones ferrosas

El tratamiento tEl tratamiento téérmico de transformacirmico de transformacióón isotn isotéérmica, rmica, utilizado para la producciutilizado para la produccióón de la n de la bainitabainita se se denomina denomina revenido en la fase revenido en la fase austenaustenííticatica y consiste y consiste en la en la austenitizaciaustenitizacióónn del acero, el templado a cierta del acero, el templado a cierta temperatura por debajo de la nariz de la curva TTT temperatura por debajo de la nariz de la curva TTT y el mantenimiento de esa temperatura hasta que y el mantenimiento de esa temperatura hasta que toda la toda la austenitaaustenita se transforme en se transforme en bainitabainita..

REVENIDO EN LA FASE AUSTENREVENIDO EN LA FASE AUSTENÍÍTICATICA

Page 56: Aleaciones ferrosas

REVENIDO EN LA FASE AUSTENREVENIDO EN LA FASE AUSTENÍÍTICATICA

Page 57: Aleaciones ferrosas

TRATAMIENTOS TTRATAMIENTOS TÉÉRMICOS DE TEMPLADO Y RMICOS DE TEMPLADO Y REVENIDOREVENIDO

Es posible obtener una dispersiEs posible obtener una dispersióón an aúún mn máás fina del s fina del FeFe33CC, si primero se templa la , si primero se templa la austenitaaustenita para producir para producir martensitamartensita y a continuaciy a continuacióón se reviene el material.n se reviene el material.

martensitamartensita

Page 58: Aleaciones ferrosas

Durante el revenido se formarDurante el revenido se formaráá una mezcla una mezcla ííntima de ferrita ntima de ferrita y y cementitacementita procedente de la procedente de la martensitamartensita. A trav. A travéés del s del tratamiento de revenido se controlan las propiedades finales tratamiento de revenido se controlan las propiedades finales del acero.del acero.

Efecto de la temperatura de Efecto de la temperatura de revenido sobre las revenido sobre las propiedades mecpropiedades mecáánicas de nicas de un acero 1050un acero 1050

Page 59: Aleaciones ferrosas

MartensitaMartensita revenidarevenida

MartensitaMartensita en listones en en listones en acero de bajo carbono acero de bajo carbono

(80x)(80x)

MICROESTRUCTURA DE UN ACERO DE BAJO CARBONO ANTES Y MICROESTRUCTURA DE UN ACERO DE BAJO CARBONO ANTES Y DESPUDESPUÉÉS DEL REVENIDOS DEL REVENIDO

Page 60: Aleaciones ferrosas

EJERCICIOEJERCICIOUna flecha giratoria, que transmite la energUna flecha giratoria, que transmite la energíía de un motor ela de un motor elééctrico estctrico estááfabricada de un acero 1050. Su lfabricada de un acero 1050. Su líímite elmite eláástico debe ser por lo menos stico debe ser por lo menos 145,000 145,000 psipsi, pero adem, pero ademáás tambis tambiéén debe tener mn debe tener míínimo un 15% de nimo un 15% de elongacielongacióón, a fin de que sea tenaz. Disen, a fin de que sea tenaz. Diseññe un tratamiento te un tratamiento téérmico para rmico para producir este componente.producir este componente.

Se puede intentar un tratamiento simple de recocido o normalizado

Se observa que para 0.5% de C no se puede obtener esta combinación de propiedades realizando un tratamiento térmico siple, por lo que se debe intentar un tratamiento de templado y revenido

Page 61: Aleaciones ferrosas

Si analizamos el efecto de la temperatura de revenido Si analizamos el efecto de la temperatura de revenido sobre las propiedades mecsobre las propiedades mecáánicas de este acero tenemosnicas de este acero tenemos

Para lograr el valor mPara lograr el valor míínimo nimo de 145,000 de 145,000 psipsi de de esfuerzo de fluencia, esfuerzo de fluencia, debemos revenir por debemos revenir por debajo de 460debajo de 460°°CC

460460425425

Para lograr el valor mPara lograr el valor míínimo nimo de 15% de elongacide 15% de elongacióón, n, debemos revenir por arriba debemos revenir por arriba de 425de 425°°CC

Para lograr esta Para lograr esta combinacicombinacióón de n de propiedades se debe propiedades se debe revenir a una temperatura revenir a una temperatura entre 425 y 460entre 425 y 460°°

Page 62: Aleaciones ferrosas

El tratamiento tEl tratamiento téérmico recomendado considerando que Armico recomendado considerando que A33

para este acero es 770para este acero es 770°°CC..

1.1. AustenitizarAustenitizar a 825a 825°°CC (770(770°°CC + 55 = 825+ 55 = 825°°CC))

2.2. Templar rTemplar ráápidamente a temperatura ambiente para pidamente a temperatura ambiente para formar formar martensitamartensita..

3.3. Efectuar un revenido calentando la pieza de acero a Efectuar un revenido calentando la pieza de acero a 440440°°CC, si la pieza no es demasiado gruesa, ser, si la pieza no es demasiado gruesa, seráásuficiente 1hsuficiente 1h

4.4. Enfriar a temperatura ambiente.Enfriar a temperatura ambiente.

Page 63: Aleaciones ferrosas

AUSTENITA RETENIDAAUSTENITA RETENIDA

ocurre una gran ocurre una gran expansiexpansióón volumn voluméétricatrica..

Durante el templado se van formando placas de Durante el templado se van formando placas de martensitamartensita, , ééstas rodean pequestas rodean pequeñños depos depóósitos de sitos de austenitaaustenita, que se , que se deforman para acomodar la deforman para acomodar la martensitamartensita..

Para que se transformen los depPara que se transformen los depóósitos restantes de sitos restantes de austenitaaustenita, deber, deberáá deformarse la deformarse la martensitamartensita circundante. circundante. Dado que la Dado que la martensitamartensita es mas resistente y se opone a la es mas resistente y se opone a la transformacitransformacióón, la n, la martensitamartensita existente o se existente o se fracturafractura o bien, o bien, la la austenitaaustenita se queda atrapada en la estructura como se queda atrapada en la estructura como austenitaaustenita retenidaretenida..

Page 64: Aleaciones ferrosas

La La austenitaaustenita retenida puede resultar un problema retenida puede resultar un problema grave debido a que con el revenido la grave debido a que con el revenido la martensitamartensita se se hace mhace máás ds dúúctil, mientras que la ctil, mientras que la austenitaaustenita retenida retenida se transforma en se transforma en martensitamartensita dura y frdura y fráágil, gil, provocando que la provocando que la martensitamartensita revenida que es mrevenida que es máás s blanda, pueda deformarse.blanda, pueda deformarse.

Page 65: Aleaciones ferrosas

ESFUERZOS RESIDUALES Y AGRIETAMIENTOESFUERZOS RESIDUALES Y AGRIETAMIENTO

Con el cambio de volumen, tambiCon el cambio de volumen, tambiéén se producen n se producen esfuerzos esfuerzos residualesresiduales..La superficie del acero templado se enfrLa superficie del acero templado se enfríía ra ráápidamente, pidamente, transformtransformáándose en ndose en martensitamartensita..Cuando la Cuando la austenitaaustenita del centro se transforma, la superficie del centro se transforma, la superficie dura queda en tensidura queda en tensióón, mientras que el centro se comprime.n, mientras que el centro se comprime.Si los esfuerzos residuales exceden el lSi los esfuerzos residuales exceden el líímite elmite eláástico, se stico, se formarformaráán n grietas de templadogrietas de templado en la superficie.en la superficie.

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RAPIDEZ DE TEMPLADORAPIDEZ DE TEMPLADO

Al utilizar el diagrama TTT, se asume que es posible enfriar Al utilizar el diagrama TTT, se asume que es posible enfriar desde la temperatura de desde la temperatura de austenitizadoaustenitizado, hasta la temperatura , hasta la temperatura de transformacide transformacióón de manera instantn de manera instantáánea.nea.

La La velocidad a la cual se enfrvelocidad a la cual se enfrííaa el acero durante el templado el acero durante el templado depende de varios factores.depende de varios factores.

1.1. La superficie de la pieza se enfrLa superficie de la pieza se enfríía a siempre msiempre máás aprisa que el centro. s aprisa que el centro.

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2.2. Conforme el tamaConforme el tamañño de la pieza aumenta, es o de la pieza aumenta, es menor la rapidez de enfriamiento en cualquiera menor la rapidez de enfriamiento en cualquiera de sus partes.de sus partes.

3.3. La velocidad de enfriamiento depende de la La velocidad de enfriamiento depende de la temperatura y de las caractertemperatura y de las caracteríísticas tsticas téérmicas rmicas del medio usado para el templedel medio usado para el temple

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DIAGRAMAS DE DIAGRAMAS DE

TRANSFORMACITRANSFORMACIÓÓN EN ENFRIAMIENTO CONTINUO (TEC)N EN ENFRIAMIENTO CONTINUO (TEC)

El diagrama TEC difiere del El diagrama TEC difiere del digramadigrama TTT en que se requiere TTT en que se requiere mmáás tiempo para iniciar las transformaciones y en que no se s tiempo para iniciar las transformaciones y en que no se observa regiobserva regióón de n de bainitabainita..

Acero 1080Acero 1080