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TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS. MUELLE DESCARGADERO DE MINERAL DE RIOTINTO COMPANY LIMITED. 1876 .HUELVA. DEFINICIÓN: ALEACIÓN HIERRO-CARBONO SUSTANCIAS OBTENIDAS POR FUSIÓN DEL Fe , C e IMPUREZAS C DISUELTO ( Fe α , Fe γ ) C COMBINADO (Fe з C cementita) C LIBRE (LAMINAS, NODOS)

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TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS

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Presentation Transcript

  1. TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS MUELLE DESCARGADERO DE MINERAL DE RIOTINTO COMPANY LIMITED. 1876 .HUELVA

  2. DEFINICIÓN: ALEACIÓN HIERRO-CARBONO • SUSTANCIAS OBTENIDAS POR FUSIÓN DEL Fe , C e IMPUREZAS • C DISUELTO ( Feα, Feγ) • C COMBINADO (Feз C cementita) • C LIBRE (LAMINAS, NODOS) • DEFINICIÒN: ACERO: ALEACIÓN Fe-C <2% • HIPOEUTECTOIDE C<0-8% • EUTECTOIDE C=0.8% • HIPEREUTECTOIDE C>0.8% • DEFINICIÓN FUNDICIÓN: Fe 2%<C<6.67% • HIPEREUTECTICA C>4.3% • HIPOEUTECTICA C<4.3% • EUTECTICA C=4.3%

  3. DIAGRAMA Fe-C • CONSTITUYENTES: • AUSTENITA • FERRITA δ • FERRITA α • AUSTENITA • CEMENTITA • LEDEBURITA • PERLITA LEDEBURITA PERLITA

  4. COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS • FERRITA (α y β) SOLUCIÓN SÓLIDA DE INSERCIÓN DE C EN Fe α. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.02%. Fe PURO. BLANDA. BCC • FERRITA δSOLUCIÓN SÓLIDA INTERSTICIAL DE C EN Fe δ. BCC. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0.09%. • CEMENTITA: FeзC , 6,6,7% C. DURO Y FRÁGIL. • SISTEMA ORTORÓMBICO LEDEBURITA PERLITA

  5. COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS PERLITA: MEZCLA EUTECTOIDE FERRITA Y CEMENTITA . 0.8%C. LÁMINAS ALTERNADAS AUSTENITA: SOLUCIÓN SÓLIDA INSERCIÓN DE C EN Feγ. SE DESDOBLA POR REACCIÓN EUTECTOIDE. SOLUBILIDAD MÁXIMA 2,11% LEDEBURITA: MEZCLA EUTECTICA DE CEMENTITA Y AUSTENITA 4,3%C LEDEBURITA PERLITA

  6. TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA: EUTÉCTICA (A) 1148ºC 4,3% C AUSTENITA 2.11%C CEMENTITA 6,67% C EUTECTOIDE (B) 727ºC 0,77%C FERRITA 0,0218% C CEMENTITA 6,67%C PERITÉCTICA(C) δ+L γ

  7. SOLIDIFICACIÓN DE LOS ACEROS ENTRE 0%<C<0,09% FASE γ (ALEACIÓN 1) ENTRE 0.09%<C<0.53% ALEACIÓN PERITÉCTICA C>0.53% FASE γ

  8. ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACEROS HIPOEUTECTÓIDES 0.0218%<C<0.77% T DESIGNADA POR A3 FERRITA CONSTITUYENTE MATRIZ(90HB) PERLITA CONSTITUYENTE DISPERSO(200/400HB)

  9. ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACEROS HIPOEUTECTÓIDE C<0.0218% NO TIENEN TRANSFORMACIÓN EUTECTÓIDE DEBAJO DE A3 ES 100% FERRITA PRECIPITA CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO CEMENTITA TERCIARIA

  10. ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACERO HIPEREUTECTOIDE C>0.77% TRANSFORMACIÓN A PARTIR DE Acm CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO EN A1 LA AUSTENITA RESIDUAL PASA A PERLITA CONSTITUYENTE MATRIZ: CEMENTITA(DURA Y FRÁGIL) CONSTITUYENTE DISPERSO: PERLITA ACEROS RESISTENTES AL DESGASTE Y DUROS

  11. ACERO HIPEREUTECTÓIDE

  12. ACERO EUTECTOIDE

  13. EJEMPLO

  14. TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LOS ACEROS

  15. TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LAS FUNDICIONES BLANCAS FeзC

  16. FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS OBJETIVO: Obtener constituyentes metaestables sometiendo a la austenita a enfriamientos más rápido que el recogido en el diagrama Fe-C CONSTITUYENTES ESTABLES: (V=50ºC/s) Ferrita, Perlita, Cementita. CONSTITUYENTES METAESTABLES:( V>50ºC/s o T.I.) Martensita, Bainita, Troostita, Sorbita

  17. CONSTITUYENTES METAESTABLES MARTENSITA: V. ENFRIAMIENTO>600ºC/s SOLUCIÓN SOLIDA DE Feα EN C CONSTITUYENTE BÁSICO ACEROS TEMPLADOS BAINITA: V. ENFRIAMIENTO ENTRE 275ºC/s Y 500ºC/s MEZCLA DIFUSA DE CEMENTITA Y FERRITA OTROS: TROOSTITA Y SORBITA

  18. CURVAS TTT( TRANSFORMACIÓN-TIEMPO-TEMPERATURA • SIRVEN PARA ESTUDIAR LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA • RELACIONAN LA TRANSFORMACIÓN FRENTE A t Y T. • TIPOS DE TRANSFORMACIÓN: ISOTERMAS Y ENFRIAMIENTO CONTÍNUO

  19. t TRANSFORMACIÓN • EN FUNCIÓN DE T EN TRANSFORMACIÓN • ISOTERMA. • 2. TAMAÑO DE GRANO EN FUNCIÓN DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO • (1)(2)(3)(4) • 3. T< 500ºC= BAINITA • BAJA DIFUSIÓN • ALTA DIFERENCIA • ENERGÉTICA • 4. MARTENSITA (6) • MUY DURA • TETRAGONAL C.C. • 5. VELOCIDAD CRITICA • DE TEMPLE (7) • 6. MEZCLA PERLITA Y MARTENSITA(5) • 7. OBTENCIÓN DE BAINITA (8) 7=VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE

  20. TRANSFORMACIÓN MARTÉNSICA • MARTENSITA (SOLUCIÓN SOBRESATURADA DE C EN Fe α) OBTENIDA POR ENFRIAMIENTO RÁPIDO DE AUSTENITA • NO SE PRODUCE DIFUSIÓN, SINO CAMBIO DE ESTRUCTURA DEBIDO A QUE SE PRODUCE A T BAJA (tetragonal centrada en el cuerpo) • EL PROGRESO DE LA TRANSFORMACIÓN DEPENDE DE T NO DE TIEMPO (TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA) Ms-Mf • COMIENZA A TEMP. Ms Y TERMINA A TEMP. Mf. • AUMENTO DE VOLUMEN DE AUSTENITA –MARTENSITA • LA CANTIDAD DE MARTENSITA FORMADA AUMENTA SI DISMINUYE T • Ms DISMINUYE AL AUMENTAR [C] O ELEMENTOS ALEADOS.

  21. MARTENSITA • TETRAGONAL CENTRADA EN EL CUERPO

  22. TRATAMIENTOS METÁLICOS SIRVEN PARA POTENCIAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (DUREZA, RESISTENCIA, PLASTICIDAD) 2. TÉRMICO, TERMOQUÍMICO, MECÁNICO, SUPERFICIAL. 3. NO DEBEN ALTERAR DE FORMA NOTABLE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA 4. TERMICOS: TEMPLE, REVENIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO 5. TERMOQUÍMICOS: NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN, SULFINIZACIÓN. 6. MECÁNICOS: EN CALIENTE, EN FRÍO 7. SUPERFICIALES: CROMADO, METALIZACIÓN

  23. TRATAMIENTOS TÉRMICOS CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO CAMBIA SU ESTRUCTURA CRISTALINA (TAMAÑO DE GRANO) NO SE ALTERA SU COMPOSICIÓN QUÍMICA TEMPLE, RECOCIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO

  24. TEMPLE 1. DEFINICIÓN: AUSTENIZACIÓN DEL ACERO. CALENTAMIENTO HASTA 723ºC Y RÁPIDO ENFRIAMIENTO HASTA OBTENER UNA ESTRUCTURA MARTENSITICA. 2. DEPENDE DE LA TEMPLABILIDAD (SITUACIÓN CURVAS TTT DESPLAZADAS A LA DERECHA) Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (MEDIO REFRIGERANTE) Y TAMAÑO DE LA PIEZA. 3. TRES ETAPAS DE ENFRIAMIENTO 4. NO ES UN TRATAMIENTO FINAL. NECESITA DE UN REVENIDO (BONIFICADO) 5. RESULTADO: METAL MUY DURO Y DE MUCHA RESISTENCIA MECÁNICA. 2.

  25. ETAPAS DEL TEMPLE

  26. NORMALIZADO CONCEPTO: CALENTAMIENTO A3 PLUS 50º o A1 SEGUIDO DE ENFRIAMIENTO AL AIRE. ENFRIAMIENTO NO MUY ELEVADO. SE FORMA PERLITA Y FERRITA o CEMENTITA GRANO FINO SE USA PARA AFINAR GRANO Y HOMOGENEIZAR DESTRUYE LA ANISOTROPIA SE TRATA DE NORMALIZAR LAS PROPIEDADES DEL METAL

  27. RECOCIDO PROCESO: CALENTAMIENTO IGUAL QUE NORMALIZADO Y ENFRIAMIENTO MUY LENTO. RESULTADO: ELIMINA TENSIONES INTERNAS, MAYOR PLASTICIDAD Y MAQUINIDAD. ACERO HIPOEUTECTOIDE: FERRITO- PERLITICA ACEROS HIPERECUTECTOIDE: CEMENTITO-PERLITICA. DIFERENCIAS ENTRE ENFRIAMIENTOS EN TEMPLE, NORMALIZADO Y RECOCIDO (VELOCIDAD ENFRIAMIENTO).

  28. TIPOS DE RECOCIDOS DE AUSTENIZACIÓN COMPLETA O REGENERACIÓN: EN ACEROS HIPOEUTECTOIDES, POR ENCIMA DE A3. DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA: ACEROS HIPEREUTECTOIDES. ENTRE AC1 Y ACM (GLOBULAR) SUBCRITICO: POR DEBAJO DE A1. PARA ABLANDAR LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDE (ABLANDAMIENTO) ISOTERMICO: MANTENIENDO A T<A1. PUEDE SER COMPLETO O INCOMPLETO. DE HOMOGENEIZACIÓN: HOMOGENEIZA LA ESTRUCTRA. DE RECRISTALIZACIÓN Y RELAJACIÓN DE TENSIONES

  29. AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA AUSTENIZACIÓN COMPLETA SUBCRÍTICO

  30. TRATAMIENTOS ISOTÉRMICOS EL ENFRIAMIENTO CONTINUO SE INTERRUMPE O MODIFICA DURANTE CIERTOS INTERVALOS DE TEMPERATURA. PARA OBTENER PIEZAS MUY TENACES, POCAS DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS. MARTEMPERING, AUSTEMPERING, PATENTING.

  31. MARTEMPERING PIEZA A T LIGERAMENTE SUPERIOR A MS HASTA UNIFORMAR TEMPERATURAS EXTERIOR E INTERIOR ENFRIADO AL AIRE Y REVENIDO SE EVITA LAS DEFORMACIONES Y GRIETAS REQUIERE ACEROS DE ALTA TEMPLABILIDAD

  32. AUSTEMPERING PIEZA A T SUPERIOR A MS HASTA TRANSFORMACIÓN COMPLETA EN BAINITA SE ENFRIA AL AIRE SE ANULAN LOS RIESGOS DE DISLOCACIONES GRIETAS SE CONSIGUE UNA MAYOR TENACIDAD QUE EN EL TEMPLE NORMAL NO NECESITA REVENIDO

  33. PATENTING INTRODUCIR EL ACERO AUSTENIZADO EN BAÑO Pb A 510-540º HASTA PERLITA FINA. SE USA PARA FABRICAR ALAMBRES LA PERLITA FINA ES MUY DÚCTIL TREFILADO

  34. TRATAMIENTOS TÉRMICOS SUPERFICIALES ENDURECEN LA SUPERFICIE MEJORA FRENTE A FATIGA Y DESGASTE TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA TEMPLE POR INDUCCIÓN TEMPLE POR RAYO LÁSER TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO

  35. TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA SOPLETE ACETILENO/PROPANO A 2000/3000ºC CALOR A INTERVALOS SOLO LA SUPERFICIE SE AUSTENIZA SE CONSIGUEN CAPAS DURAS DE 0.8 A 6.5 mm MEJORA FATIGA POR TENSIONES RESIDUALES REVENIDO POSTERIOR INCONV.CONTROLAR LA PROFUNDIDAD TEMPLE

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