CAPITULO IX

TRANSFORMACION ISOTERMICA DE LA AUSTENITACAPITULO IX1. CURVAS DE TRANSFORMACION ISOTERMICA DE ACEROS AL CARBON Y ALEADOS.En 1930 los metalurgistas Bain y Davenport de la United States Corporation Research Laboratory estudiando la transformacin de la austenita idearon un diagrama que denominaron TTT (Transformacin, Tiempo, Temperatura) que constituye l ms valioso auxiliar para el estudio de los tratamientos trmicos.

CURVAS DE TRANSFORMACION ISOTERMICA DE LA AUSTENITA (TTT)

1,1 DIAGRAMA DE TRANSFORMACION DE LA AUSTENITALa representacin de la transformacin isotrmica de la austenita tiene: en el eje de las ordenadas las temperaturas de transformacin, en el eje de las abscisas los tiempos de duracin de la transformacin en escala logartmica partiendo de un tiempo muy pequeo pero no de cero. Las curvas trazadas de transformacin de la austenita tienen forma de "S", a la izquierda de la curva de inicio de la transformacin todo el metal est en estado austentico, a la derecha de la curva de fin de la transformacin la totalidad de la austenita se ha transformado en otros constituyentes como: bainita, troostita, sorbita, perlita, martensita.

LINEAS DE TRANSFORMACION ISOTERMICA DE LA AUSTENITA EN MARTENSITA.La temperatura a cual comienza la transformacin de la austenita en martensita no depende de la velocidad de enfriamiento, como ocurre con la formacin de la perlita, sorbita, etc. , sino unicamente de la composicin del acero, al ser esta temperatura independiente del tiempo puede representarse en el diagrama TTT por una lnea horizontal.

Esta temperatura puede calcularse con bastante aproximacin con la frmula siguiente: Ms = 500 - 350 (%C) - 400 (%Mn) - 35 (%V) - 20 (%Cr) - 17 (%Ni) - 10 (%Cu) - 10 (%Mo) - 5 (%W) + 15 (%Co) + 30 (% Al).Las temperaturas a la que terminan la transformacin de austenita en martensita, son constantes para cada tipo de acero y suelen ser unos 250 C mas bajas que las temperaturas de inicio de la transformacin.

2. TIPOS DE DIAGRAMAS T T T.Las curvas del diagrama TTT adoptan disposiciones muy variadas, segn la composicin de los aceros, los cuales los podemos agrupar en: Diagramas TTT de aceros al carbono eutectoides.Diagramas TTT de aceros al carbono hipoeutectoides.Diagramas TTT de aceros al carbono hipereutectoides.Diagramas TTT de aceros aleados.

A. DIAGRAMAS T T T DE ACEROS AL CARBONO EUTECTOIDES. Son los ms sencillos y estn constituidos por una curva de inicio y fin de transformacin de la austenita y las lneas de transformacin de la austenita en martensita. A medida que baja la temperatura aumenta la velocidad de transformacin, pasando por un mximo de 500 C donde empieza la transformacin al cabo de 1 seg. y termina en 4 seg. Coincidiendo con la nariz de la curva de inicio de la transformacin.

CURVA TIPICA TTT PARA ACEROS EUTECTOIDES

B. DIAGRAMAS T T T DE ACEROS AL CARBONO HIPOEUTECTOIDES. En estos diagramas aparece una lnea mas de transformacin en la parte superior izquierda, que corresponde a la lnea de precipitacin de la ferrita AC3. La zona comprendida entre esta lnea y el inicio de la transformacin de austenita en perlita y otros constituyentes es tanto mayor cuanto ms se aleja del 0,77 % C, el contenido de carbono en el acero; entre AC3 y AC1 slo se transforma austenita en ferrita.

CURVA TIPICA TTT PARA ACEROS HIPOEUTECTOIDES

C. DIAGRAMAS T T T DE ACEROS AL CARBONO HIPEREUTECTOIDES. Tambin en estos diagramas hay una lnea mas de transformacin a la izquierda en la parte superior, que es la iniciacin de la transformacin de austenita en cementita. Entre las temperaturas ACm y AC321 slo se transforman austenita en cementita.

CURVA TIPICA TTT PARA ACEROS HIPERTECTOIDES

D. DIAGRAMAS T T T DE ACEROS ALEADOS. Los elementos de aleacin producen en general un fuerte desplazamiento de las curvas hacia la derecha tanto mayor sea el porcentaje de elementos de aleacin, con excepcin del Co, que las desplaza hacia la izquierda. En algunos aceros muy aleados las curvas pueden estar partidas en 2 secciones separadas por una zona de gran estabilidad de la austenita, entre 400 - 600 C, entre las cuales no se produce transformacin de la austenita en mas de 100 horas. l Ni y Mn, no cambian el aspecto general del diagrama; pero los elementos que forman carburos como el Cr, Mo, W, producen una segunda zona de transformaciones rpidas al nivel de transformacin de austenita en bainita.

CURVA TIPICA TTT PARA ACEROS ALEADOS

MICROESTRUCTURAS DURANTE LA TRANSFORMACION

PROBLEMA.Se ha realizado un tratamiento trmico escalonado, de una clavija de acero ordinario al carbono AISI 1095, el cual tiene la forma cilndrica con dimetro de 1pulg. y 4 pulg. de longitud, la densidad del acero es 7.82 gr/cm3, al que se lo ha calentado hasta una temperatura de 780 C, por un tiempo adecuado, luego se lo enfra rpidamente en un bao de sales a 600 C, se lo mantuvo el tiempo suficiente para transformar el 80% de su masa en sorbita, inmediatamente se le hace enfriamiento de temple en agua a 30 C. Determine y calcule lo siguiente: El tiempo necesario para transformar el 80 % de la masa en sorbita.Los constituyentes finales despus del temple, si la formacin de martenstica es proporcional a la temperatura del medio de enfriamiento.Trace en el diagrama TTT la trayectoria del tratamiento trmico.A una probeta de acero al carbono AISI 1045 se le realizado los siguientes tratamientos isotrmico, al cual se lo ha calentado para todos lo tratamientos a la misma temperatura de 850 C, siendo los enfriamientos diferentes.Calentamiento el tiempo necesario, luego enfriamiento rpido en un bao de sales a 660 C y se lo mantiene 30 s y luego enfriamiento al aire.Calentamiento el tiempo necesario, luego enfriamiento rpido en un bao de sales a 550 C, se lo mantiene 0,5 s, luego enfriamiento en bao de sales a 250 C se lo mantiene 1 hora y finalmente enfriamiento en agua.Calentamiento el tiempo necesario, luego enfriamiento rpido en un bao de sales a 500 C, se lo mantiene 2 s, luego enfriamiento en agua a20 C.Trazar las trayectorias de los tratamientos isotrmicos y determine la estructura final y el % en peso de sus constituyentes.