ESTRUCTURAS WIDMANSTATTENStalin Tapuy ChimboEscuela superior politcnica de ChimborazoPanamericana sur km . Riobamba, ecuadorstigui_91@hotmail.com

RESUMEN: En este artculo se relata los efecto los cuales producen estructuras widmanstatten que comn mente se producen en el acero, el tamao de granos de austenita, la velocidad de enfriamiento, y la composicin qumica. Lasestructuras de Widmanstatten(tambin conocidas comoestructuras Thomson) son el resultado del intercrecimiento de bandas detaenitaycamacita(dos aleaciones dehierro(Fe) ynquelNi).Palabras claves: widmanstatten, austenita, hierro, nquel.ABSTRACTIn this article, which produce the effect that common mind Widmanstatten structures are produced in the steel, austenite grain size, cooling rate and the chemical composition is related. Widmanstatten structures (also called Thomson structures) are the result of intergrowth and camacita detaenita bands (two alloys of iron (Fe) and nickel [Ni]).Ken works: Widmanstatten, austenite, iron, nickel.

1.-INTRODUCCINLas estructuras Widman son pocas veces de interes. Los datos disonibles sobre su cristalizacin son escasos y contradictorios. Los aceros de bajo carbono con menos de 0,3 % de carbono son susceptibles a la fromacion de estructuras widmanstatten si tiene una estructura de grano grueso austenitica y se han enfriado a una tasa elevada. 2.- ESTRUCTURAS WIDMANSTATTENEs una estrucutra convencional de acero de bajo carbono consiste en ferrita y perlita (fig. 1)Los crsitales de ferrita hipoeutectoide se encuentran en las regiones perifricas de los granos de austenita iniciales. Se denota como ferrita Fp. El componente de perlita se concentra en el ncleo. En una estructura widmanstatten (fig. 1) regiones perifricas de uso austenita solo son una parte de ferrita hipoeutectoide. La otra parte de ferrita se encuentra en el interior, en la mayor parte de los granos de austenita en la forma de laminar y formaciones ramificasdos. [1].

Fig. 1. Convencional (A, C) y Widmansttten (b, d) las estructuras en aceros (un diagrama): a b) (hipoeutectoide) de acero, baja emisin de carbono; c, d) Acero hipereutectoide; P) perlita; Fp) perlita perifrica; Ferrita Fw) Widmanstatten; Cp) cementita perifrica; Cw) Widmanstatten cementita.

Fig 2 estructura widmanstatten con diferente pureza

Fig. 3. Contenido de fases QPH en acero como una funcin de la concentracin de carbono. Granos de austenita son 80-90 um de dimetro: a) lenta Enfriamiento (con el horno); b) la refrigeracin por aire; Fp) ferrita perifrica; Cp) cementita perifrica; Ferrita Fw) Widmanstatten; Cw) Widmanstatten cementita.

Su valor vara en un rango bastante amplio (de 0,1-9). Cuanto mayor es la relacin, ms Widmanstatten ferrita o cementita est contenido en la estructura del acero. Widmansttten estructuras difieren en su finura (Fig. 2), que est principalmente caracterizado por el espesor de la lminas y la cantidad de formaciones de ferrita o cementita. El espesor de las lminas de ferrita Widmanstatten hf.w vara de 1 a 10 um; en casos individuales Ser se muestra a continuacin que las relaciones cuantitativas entre perifrica y formaciones Widmansttten y su dispersin en las estructuras de hipoeutectoide y aceros hipereutectoides estn determinados por el contenido de carbono, el tamao de la austenita granos, y la velocidad de enfriamiento en el que los cristales de hipoeutectoide segregar cementita ferrita y secundaria.

3.- EFECTO DE CARBONOEl contenido de influencias de carbono sustancialmente la susceptibilidad de (Fe C) aleaciones a la formacin de Widmanstatten

Fig. 4. Cantidad de Widmanstatten ferrita Fw en la estructura de Acero hipoeutectoide (0,20% C) como una funcin del dimetro de la austenita Granos. La velocidad de enfriamiento es de 80 - 100 K/min.

La Figura 3 presenta la dependencia de la fase de composicin en el contenido de carbono en hipoeutectoide y aceros hipereutectoides, que se obtuvo en condiciones de enfriamiento lento. Se sabe que en estas condiciones aceros adquieren estructuras convencionales, es decir, de ferrita-perlita, perlita, o los de cementita perlita. La proporcin de componentes en ellos, es decir, de ferrita hipoeutectoide, secundaria cementita y perlita, corresponden al equilibrio valores.La dependencia presentada en la Fig. 3 se obtuvo bajo condiciones de enfriamiento acelerado (en el aire). En este caso los aceros teniendo 0,5 a 0,9% C adquieren una estructura puramente eutectoide o hipoeutectoide. En otros aceros la estructura formada tiene una Patrn Widmanstatten. Una mayor parte de ferrita hipoeutectoide y cementita secundario se encuentra dentro de granos de austenita, es decir, que son formaciones Widmansttten. Deberan ser pura (normal) de hierro de estructuras Widmansttten al hacer no formar bajo tales condiciones de enfriamiento. Tales estructuras son presente en los aceros hipoeutectoides que llevan 0,05 hasta 0,5% C. La gama de aceros hipoeutectoides que adquieren un Widmanstatten estructura es ms ancho (0,9 a 2,14% C).

4.- EFECTO DE LA AUSTENITA GRANOSEl comportamiento de ferrita hipoeutectoide y secundaria cementita durante la cristalizacin tambin depende del tamao de los granos de austenita iniciales. los estudios muestran que la susceptibilidad de los aceros a la formacin de convencional y Widmanstatten estructuras se pueden ilustrar por la dependencia presentado en la Fig. 4. Se puede observar que existe un dimetro crtico granos de austenita de iniciales (DCR) en la que Widmanstatten formas de ferrita hipoeutectoide aparecen en el proceso de enfriamiento del acero estudiado en el aire. Si el tamao de grano es ms pequeo que DCR, los aceros en cuestin adquieren una estructura convencional. En otras palabras, la totalidad de ferrita hipoeutectoide en los aceros se encuentra en microrregiones perifricas de granos. Esto significa que la formacin de un convencional o unaEstructura Widmanstatten es un proceso controlable. Es suficiente para controlar el tamao de granos de austenita antes de enfriar en el intervalo de temperatura de cristalizacin de hipoeutectoide cementita ferrita o secundaria. Debe tenerse en accin

Fig. 5. dimetro crtico de granos de austenita como una funcin del carbono contenido en los aceros. Cuenta que Dcr es muy sensible al contenido de carbono (Fig. 5). En los aceros de bajo carbono (por ejemplo, en ) Dcr = 100 um, mientras que en los aceros de alto carbono (> 1% C) DCR disminuye hasta 10 - 12 um. Estos datos muestran que la idea de que la existente susceptibilidad a la formacin de estructuras es Widmansttten tpico solamente para los aceros con grandes granos de austenita es aplicable slo a los aceros de bajo carbono.5.- EFECTO DE LA TASA DE REFRIGERACINLa susceptibilidad de aleaciones (Fe C) a la formacin convencional y estructuras Widmansttten est conectado con el velocidad de enfriamiento. Esto explica el hecho de que las dependencias presentadas anteriormente son slo vlidos para condiciones de refrigeracin especficas. Nuestros estudios de acero con 0,20% C. muestra (Figs. 6 y 7) que la "velocidad de enfriamiento" factor es no menos importante para la cristalizacin de ferrita hipoeutectoide que el "tamao de grano" y el factores "contenido de carbono". En el estudio la dependencia de la cantidad de Widmanstatten ferrita en la velocidad de enfriamiento. Antes de la refrigeracin, los especmenes tenan una estructura austentica con granos de 80 a 85 um en tamao. Esto se garantiza mediante la eleccin adecuada de la temperatura y la duracin de la espera en el estado austentico. En nuestro caso los especmenes se calentaron a 950 C y se sometieron a una retencin de 15 min. Se ha demostrado (Fig. 6) que Widmanstatten ferrita hipoeutectoide aparece en una velocidad de enfriamiento crtico ( ). Para una velocidad de enfriamiento Vcool < Vcr toda hipoeutectoide de ferrita se encuentra en regiones perifricas de granos de austenita. El panorama cambia cuando Vcool> Vcr. En este caso una parte de las formas de ferrita dentro de granos de austenita, es decir una Aparece un estructura Widmanstatten. La dependencia de la DCR en la velocidad de enfriamiento es muy importante. Los datos de la Fig. 7 muestran que al elegir el tamao de granos de austenita podemos obtener una convencional o una estructura Widmanstatten en el considerado acero. Las dependencias presentadas anteriormente muestran que la ubicacin de cristales de ferrita hipoeutectoide o secundaria cementita depende simultneamente en la posicin de la aleacin del diagrama (Fe C), del tamao de granos de austenita, y en la velocidad de enfriamiento.

Fig. 6. La dependencia de la cantidad de ferrita Widmanstatten Fw en acero es 20% en la velocidad de enfriamiento. Los granos de austenita son 80 - 90 um en dimetro.

Fig. 7. dimetro crtico DCR de granos de austenita en acero 20 como una funcin de la velocidad de enfriamiento.

6.- GENERALIZADORAS DEPENDENCIASLos intentos de crear dependencias generalizadoras se reflejan en las Figs. 8 y 9. La Figura 8 presenta una dependencia relativa el contenido de carbono, el dimetro crtico de la austenita granos, y la velocidad de enfriamiento. La misma relacin, pero en una algo forma diferente se presenta en la Fig. 9. En este caso el tamao crtico de granos de austenita se sustituye por ubicaciones aproximadas de los lmites que separan estructuras convencionales Widmansttten. La Figura 9 ilustra se trata de relacionar los factores considerados utilizando una funcin y muestra la ubicacin aproximada de la interfaz, porque es muy difcil y prcticamente imposible mantener los factores en el mismo nivel. Esto se refiere especialmente a la refrigeracin tasa y la constancia de la composicin qumica. Los el punto es que la cristalizacin de ferrita hipoeutectoide es sensible no slo al contenido de carbono, sino tambin a la concentracin de impurezas. Sin embargo, las dependencias presentan en Figs. 8 y 9 son bastante fiables. Ellos nos dan motivos para hacer una conclusin muy importante para la comprensin de la proceso de cristalizacin de los aceros hipoeutectoides, es decir, el formacin de la estructura convencional o Widmanstatten en este o que el acero puede ser un proceso controlable. La estructura requerida se puede obtener eligiendo el contenido apropiado de carbono, el rgimen de calentamiento, la bodega, y la velocidad de enfriamiento. Esto se refiere no slo a la ferrita-perlita y cementita-perlita aceros, sino tambin a los aceros cuasi perlita incluyendo sorbitol y estructuras Troostita.

Fig. 8. La dependencia del dimetro crtico Dcr de granos de austenita del contenido de carbono en los aceros:) Vcool = 2-3 k /min; ) Vcool = 40 - 50 K/min; ) Vcool = 80-100 K/min.

Fig. 9. Diagrama que refleja la formacin de estructuras Widmansttten como una funcin del contenido de carbono y del dimetro de la austenita granos en aceros con gruesa (a) y finas (b) granos de austenita (el diagrama (Fe C), se presenta en la parte superior para mayor conveniencia.REFERENCIAS

[1]. R. Todorov. G. Khristov. (7, febrero, 2004). Vol. 46, Nos. 1 2, 2004. [En lnea]. http://link.springer.com [2]. Newel James, ciencias de materiales aplicaciones en ingeniera. Primera edicin. (Mxico, diciembre 2010) pg. (66-95)