Diagrama de Fases y TT
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Transcript of Diagrama de Fases y TT
11Diagramas de faseDiagramas de fase
Diagramas de FasesDiagramas de Fases
Facultad de IngenierFacultad de IngenierííaaUNCPBAUNCPBA
22Diagramas de faseDiagramas de fase
Diagrama de fasesSon representaciones gráficas de las fases que están presente en un sistema utilizando condiciones de equilibriocondiciones de equilibrio (enfriamiento lento). Se utilizan para predecir muchos comportamientos de los materiales.
Soluto:Soluto: se utiliza para designar al elemento presente en menor concentración.
Disolvente:Disolvente: representa el elemento presente en mayor cantidad.
LLíímite de solubilidadmite de solubilidad: a una determinada temperatura, existe una concentración máxima de átomos de soluto que se disuelven en el disolvente para formar una solución sólida.
FasesFases:: define a una porción homogénea de unsistema que tiene características físicas y químicas uniformes.
100
80
60
40
20
0Azúcar 0 20 40 60 80 100Agua 100 80 60 40 20 0
Composición, %
Tem
epra
tura
, ºC Límite de solubilidad
Disolución líquida(jarabe)
Disoluciónlíquida
+Azúcar sólida
33Diagramas de faseDiagramas de fase
Sistemas isomorfos binariosUna mezcla de dos metales se llama aleacialeacióón binarian binaria y constituye un sistema de dos componentes. En este sistema los dos componentes son solubles en estado líquido y sólido y sólo existe un tipo de estructura cristalina para todas las composiciones, por lo tanto se llaman sistemas isomorfos.sistemas isomorfos.
100 80 60 40 20 0 % de A0 20 40 60 80 100 % de B
TA
T1
T2 TB
Tiempo
Tem
pera
tura
A 20 40 60 80 B
Tem
pera
tura
TA T1
T2
TB
Solución líquida, L
LLííquidusquidus
SSóóliduslidus
L + α
Solución sólida, α
Composición, % de B
Reglas deReglas deHumeHume--RotheryRothery
§ Estructuras cristalinas iguales
§ Tamaño: 15 %
§ No deben formar compuestos
§ Igual valencia
44Diagramas de faseDiagramas de fase
Interpretación de sistemas isomorfos binarios
Los sistemas binarios suministran información acerca de las fases presentes, la composición química y la cantidad de cada fase.
A 20 40 60 80 B
Tem
pera
tura
L
L + α
α
Composición, % de B
Fases Presentes:Fases Presentes: Se localiza en el diagrama el punto definidopor la temperatura y la composición y se identifican las fases presentes.ComposiciComposicióón qun quíímica:mica: Se traza la isoterma a través de la región bifásica y donde termina se lee la composición química de cada fase. Cantidad de cada fase:Cantidad de cada fase: La determinación se realiza por mediode la regla de la palanca.
AB BCAB BCWWLL = 100 W= 100 Wαα = 100= 100
AC ACAC AC
WWLL ++ WWαα = 100= 100
CCαα CCLL
AB
C
55Diagramas de faseDiagramas de fase
Endurecimiento y propiedades de la solución sólida
La mayor diferencia atómica incrementa el efecto deendurecimiento
La tensión de fluencia, la resistencia a la tracción y la dureza
La ductilidad
La conductividad eléctrica
La resistencia a altas temperaturas
Cu 20 40 60 80 Ni
600
450
300
150
0
Contenido, %
Res
iste
ncia
, MPa
80
60
40
20
0
Elo
ngac
ión,
%
Resiste
ncia tr
acción
Resiste
ncia tr
acción
Elongación
Elongación
Tensión fluencia
Tensión fluencia
Ni
Cu
Ni Cu
El endurecimiento por solución sólida se debe a la distorsión que se produce en la red cristalina.
66Diagramas de faseDiagramas de fase
Sistemas eutécticos binariosMuchas aleaciones tienen componentes que presentan solubilidad limitadasolubilidad limitada. Las regiones de solubilidad restringida en cada extremo del diagrama se denominan soluciones sólidas terminalessoluciones sólidas terminales
300
250
200
150
100
50
00 20 40 60 80 100
Pb Sn
Líquidus
Solidusβ + L
Solvus
β
Punto eutéctico
97.561.919.2 40Solvus
α + β
αα + L
LíquidusSolidus
L
183 ºC
Contenido, %
Tem
pera
tura
, ºC
Eutéctico αEutéctico β
WL: 100 %
WL: 76 %
Wα: 24 %
WL: 49 %
Wα: 51 %
αp
Eutéctico α
Eutéctico β
Todo líquido
245 ºC
αp solidificando
Eutéctico solidificando
Aleación Pb-40% Sn
183 ºC
Tiempo
77Diagramas de faseDiagramas de fase
Endurecimiento por dispersiónEl endurecimiento por dispersión dispersión se produce cuando se excede el límite de solubilidad. A la fase continua se la denomina matrizmatriz y a la fase que está presente en menor cantidad precipitadoprecipitado.
Consideraciones generalesConsideraciones generales
üü La matriz debe ser blanda y dúctil y el precipitado duro y frágil.
üü El precipitado debe ser numeroso y discontinuo.
üü Las partículas del precipitado debe ser redondeadas.
Propiedades de las aleaciones Propiedades de las aleaciones eutécticaseutécticas
üü Tamaño de granoTamaño de grano: dentro de cada grano la orientación de las láminas del eutéctico es la misma. A menor tamaño de gano mayor resistencia.
üü Espaciamiento interlaminarEspaciamiento interlaminar: un espaciamiento pequeño produce una alta resistencia.
üü Cantidad del eutéctico:Cantidad del eutéctico: si los dos materiales tienen una resistencia similar, la aleación eutéctica presenta mayor resistencia.
60
45
30
15
0Pb 20 40 60 80 Sn
Contenido, %R
esis
tenc
ia a
trac
ción
, MPa
Endurecimiento por solución sólida
Endurecimiento por dispersión por β
Endurecimiento por dispersión por α
Hipoeutéctico
Hipereutéctico
88Diagramas de faseDiagramas de fase
Reacciones invariantesLas reacciones que tiene lugar bajo condiciones de equilibrio a una temperatura específica y composición invariable se llama reacción invariantereacción invariante.
Nombre Ecuación CaracterísticaNombre Ecuación Característica
Eutéctica L → α + β α β
Eutectoide α → β + γ β γ
Perictéctica α + L → β α L
Perictectoide α + β → γ α β
Monotéctica L1 → α + L2 α L2
α+β
β
L
β+γ
α
α+L2
α+β
α+L
γL1
Identificación en el diagramaIdentificación en el diagrama
1.1.-- Localización de una línea horizontal
2.2.-- Localización de los extremos y el punto central
3.3.-- Se escribe la reacción por encima y por debajo de la línea
4.4.-- Se compara con las reacciones del cuadro
99Diagramas de faseDiagramas de fase
Reacciones Invariantes
ε
β + L2
β + γ δ + β
α
δ
γ 400º
1100º
2000º
1400º
600º
α + β
ε + L L
L1
L2
L1 + L2
β
A 20 40 60 80 B
2400
2000
1600
1200
800
400
0
Contenido, %
Tem
pera
tura
, ºC
Identificar las temperaturas y las reacciones invariantes que se producen en el diagrama hipotético de la figura.
üü A 2000 ºCε + L → α (Reacción peritéctica)
üü A 1400 ºCL → α + β (Reacción eutéctica)
üü A 1100 ºCL1 → L2 + β (Reacción monotéctica)
üü A 600 ºCα → δ + β (Reacción eutectoide)
üü A 400 ºCL2 → γ + β (Reacción eutéctica)
1010Diagramas de faseDiagramas de fase
Compuestos IntermetálicosA menudo las aleaciones endurecidas por dispersión contiene un compuesto compuesto intermetálicointermetálico.
Peso porcentual de B
L
α
γ + δ α + β
γ
δ
δ + β
β
Tem
pera
tura
ºC
Un compuesto intermetálicocompuesto intermetálico, está constituido por dos o más elementos que originan una nueva fase con composición, estructura cristalina y propiedades propia.
Características:Características: Estos compuestos son duros y frágiles, pero generalmente proporcionan un excelente endurecimiento por dispersión a la matriz blanda y dúctil.
Los intermetálicos pueden ser:
üü EstequiométricosEstequiométricos, que poseen un composición fija
üü No estequiométricosNo estequiométricos, poseen un margen de composición
Intermetálico Intermetálico estequiométricoestequiométrico γγ
Intermetálico no Intermetálico no estequiométricoestequiométrico εε
1111Diagramas de faseDiagramas de fase
Endurecimiento por precipitaciónEl endurecimiento por precipitación o envejecimientoendurecimiento por precipitación o envejecimiento está diseñado para producir una dispersión uniforme de un precipitado duroprecipitado duro y fino en una matriz más blandauna matriz más blanda y dúctil.
700
600
500
400
300
200
100
0
α
2
1
Al 2 4 6 8 Cu
3
L
α + L
α + θ
Tratamiento por solución
Envejecimiento
Templado
Contenido, %
Tem
pera
tura
, ºC
α
α
αSS
θ 1. Solubilidad sólida decreciente al disminuir latemperatura
2. La matriz debe ser blanda y el precipitado duro.En general el precipitado es un intermetálico.
3. La aleación debe ser templable.4. El precipitado debe ser coherente.5. Se debe controlar el tamaño, la forma y
distribución del precipitado.
Requisitos para el endurecimiento Requisitos para el endurecimiento por envejecimientopor envejecimiento
1212Diagramas de faseDiagramas de fase
Propiedades en el Endurecimiento por precipitación
Las propiedades de una aleación endurecida por envejecimiento depende de la temperatura temperatura y el tiempotiempo de envejecimiento.
260 ºC
0 1 10 100 1000 10000
190 ºC
150 ºC
107 ºC
Tiempo de envejecimiento, horas
500
400
300
200
100
0
Ten
sión
de
flue
ncia
, MPa
üü Luego que se produce el máximo en las propiedades mecánicas, si se mantiene la aleación por más tiempo a esa temperatura se produce el sobreenvejecimiento.Algunas aleaciones envejecen a temperatura ambiente (envejecimiento natural), este envejecimiento requiere de tiempos prolongados, a menudo varios días, para alcanzar la máxima resistencia.
α + L θ + L
L
α + θ β + θ
θ + Lβ + L
β
α
β
A Contenido, % B
Tem
pera
tura
1 2 3
1.- La línea del solvus crece cuando disminuye la temperatura.
2.- La matriz es un intermetálico y el precipitado es blando
3.- Es un candidato potencial para ser endurecida por envejecimiento.
1313Diagramas de faseDiagramas de fase
Diagrama Fe-Fe3C
üü En el diagrama de fases Fe-Fe3C se muestran las fases presentes en las aleaciones hierro-carbono enfriadas muy lentamente, a varias temperaturas y composiciones de hierro con carbono hasta 6.67 %.
Reacción peritécticaReacción peritéctica1495 ºC
L (0.53 % C) + δ (0.09 % C) →γ (0.17 % C)
Reacción eutécticaReacción eutéctica1148 ºC
L (4.3 % C) → γ + Fe3C (6.67 % C)Reacción eutectoide Reacción eutectoide
723 ºC
γ (0.8 % C) →α (0.02 % C) + Fe3C (6.67 % C)
0 1 2 3 4 5 6 6.70
Ferrita α0.022
0.8α+γ
912 ºC
Austenita γ 2.11
1148 ºC1394 ºC γ + L
1538 ºC 1495 ºC
L
4.30
723 ºC
Cementita (Fe3C)
Composición (% en peso de carbono)(Fe)
1600
1400
1200
1000
800
600
400
δ
Tem
pera
tura
, ºC
γ + Fe3C
α + Fe3C
1414Diagramas de faseDiagramas de fase
Microconstituyentes del aceroüü Fase Fase αα (Ferrita):(Ferrita): Es una solución sólida intersticial de
carbono en hierro. Tiene una estructura BCC.
Resistencia a Tracción: 280 MPa
Alargamiento porcentual: 40 %
Dureza: < 100 HB
üü Fase Fase γγ (Austenita):(Austenita): Es una solución sólida intersticial de
carbono en hierro γ. Tiene una estructura FCC. Es una
microestructura que no es estable a temperatura ambiente.
Resistencia a Tracción: 1050 MPa
Alargamiento porcentual: 10 %
Dureza: < 40 RC
üü Fase Fase δδ (Ferrita (Ferrita δδ):): La ferrita δ es como la ferrita α, y sólo
se diferencian en el tramo de temperaturas en el cual existen.
Presenta características mecánicas similares a la ferrita, y
debido al rango alto de temperaturas que es estable no interesa
en el estudio de las aleaciones.
üü Fase cementita (FeFase cementita (Fe33 C, carburo de hierro):C, carburo de hierro): Su contenido
de carbono es constante (6.67 %) y su estructura cristalina
es ortorrómbica. Es un intermetálico, es muy frágil y duro.
Es un compuesto metaestable. Posee baja resistencia a la
tracción y mayor resistencia a compresión.
1515Diagramas de faseDiagramas de fase
Microconstituyentes del acero
898
700
α α + Perlita Perlita Fe3C + Perlita
0.00 0.12 0.22 0.40 0.60 0.75 0.90 1.10 1.45 1.70T
empe
ratu
ra, º
C
1135
700
Carbono, %
Austenita
üü Perlita:Perlita: Es una mezcla eutectoide compuesta por 0.80 % de carbono que se forma, con enfriamiento lento, a 723 °C. Esta formada por una serie de láminas paralelas de muy pequeño espesor de ferrita y cementita.
Resistencia a Tracción: 840 MPa
Alargamiento porcentual: 20 %
Dureza: 20 RC
PerlitaCementita
0 0.5 1 1.5 1.8
0.8α + γ
α + Fe3C
800
600
400
1000
γ + Fe3C
γ
ü La perlita forma láminas porque los átomos de carbono necesitan difundir la distancia mínima dentro de esta estructura.
Ferrita (α)
Ferrita (α)
Ferrita (α)
α
Ferrita (α)
α
Difusión del carbono
Dirección decrecimiento de la perlita
Cementita(Fe3C)
Límite degrano austenítico
Austenitaγ
1616Diagramas de faseDiagramas de fase
Tratamientos termoquímicos Tratamientos termoquímicos de los acerosde los aceros
Facultad de IngenieríaFacultad de IngenieríaUNCPBAUNCPBA
1717Diagramas de faseDiagramas de fase
Tratamientos térmicos y químicos de los aceros
Tratamiento TérmicosTratamiento TérmicosEnfriamiento ContinuoEnfriamiento Continuo Enfriamiento isotérmicoEnfriamiento isotérmico
Con austenización completa • Austemperig
• Recocido Subcríticos • Martempering
Con austenización incompleta
• Normalizado
• Temple
• Revenido
Tratamientos QuímicosTratamientos Químicos • Cementación • Carbonitruración• Cianuración • Nitruración• Sulfinización
üü Estos tipos de tratamientos tiene por objeto modificar las propiedadesmodificar las propiedades mecánicas de los aceros.
1818Diagramas de faseDiagramas de fase
Tratamientos térmicos del acero
üü Recocido:Recocido: Tiene como objetivo ablandar el material
üü Normalizado:Normalizado: Se utiliza para refinar la estructura y reducir las tensiones internas producidas por la solidificación.
üü Templado:Templado: Se usa para incrementar la resistencia mecánica y la dureza.
Recocido globularRecocido globular
900
800
700
600
0 0.4 0.8 1.2 1.6
Carbono, %
Tem
pera
tura
, ºC
Recocido contra acritudRecocido contra acritud
Recocido con Recocido con austenización austenización completa e completa e incompletaincompleta
NormalizadoNormalizado
1919Diagramas de faseDiagramas de fase
Transformación isotérmica de la austenita
üü Al enfriar isotérmicamente un acero de composición eutectoide desde una temperatura superior a 723 ºC se producen varios cambios microestructurales.
0.1 10 102 103 104 105
Tiempo [s]
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Tem
pera
tura
[ºC
]
Temperatura eutectoideA
M (inicio)M (50 %)
M (90 %)M + A 50 %
A + B
B
P + A P
A
Entre 723 y 550 ºC la austenita se transforma en perlitaperlita , a medida que disminuye la temperatura la perlita cambia de gruesa a finagruesa a fina
Láminas de ferrita y cementitaLáminas de ferrita y cementita
Entre 550 a 250 ºC la austenita se trasforma en bainitabainita,
550 a 350 ºC Bainita superior Laminar, Tipo Laminar, Tipo plumapluma350 a 250 ºC Bainita Fina Tipo agujaTipo aguja
A menos de 250 ºC la austenita se transforma en martensitamartensita
Si el contenido de carbono LáminasLáminas
Si el contenido de carbono CintasCintas
2020Diagramas de faseDiagramas de fase
Propiedades de las microestructuras
La perlita es nucelada por un cristal de carburo. La relación de espesores de las láminas de ferrita y cementita en la perlita es de 8 a 1
PerlitaPerlita
Transformación de temperatura isotérmica,ºC
100
200
300
400
550 600 650 700 750 800
Dur
eza
La bainita es nucleada por un cristal de ferrita. Al disminuir la temperatura de transformación, los átomos de carbono no pueden difundir tan fácilmente y la bainita inferior tiene partículas más pequeñas de cementita.
BainitaBainita
CementitaFerrita
200 300 400 500 600
30
20
10 Elo
ngac
ión,
ºC
2000
1500
1000
500
0
Res
iste
ncia
, MPa
Temperatura de transformación, ºC
Resistencia ala tracción
Ductilidad
Cementita
2121Diagramas de faseDiagramas de fase
Propiedades de las microestructuras
Se la obtiene manteniendo por períodos largos (12-15 hs.)a una temperatura por debajo de la temperatura eutectoide.Tiene una menor dureza y más tenacidad que la perlitalaminar.
üü Esta transformación tiene lugar mediante la difusión del carbono sin cambiar la composición o las cantidades relativas de las fases ferrita o cementita.
Perlita esferoidalPerlita esferoidal
FerritaFerrita
CementitaCementita
La transformación de la austenita en martensita tienelugar sin difusión. Posee una estructura tetragonalcentrada. La transformación está acompañada por unaumento de volumen (4 % ), y es una causa importantede la distorsión y del agrietamiento del material.
MartensitaMartensita
Estructura dela austenita
Enfriamientolento
Ferrita
Perlita
BCC
Enfriamientorápido
BCT
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Contenido de carbono, %
30
40
50
60
70
Dur
eza
Roc
kwel
lC
300
400500
600
Dur
eza
Bri
nell
FCC
2222Diagramas de faseDiagramas de fase
Martensita
Tem
pera
tura
, ºC
Martensitaen cintas
Martensitaen láminas
Mezcla
900
700
500
300
100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
Carbono, %
α + γ
γ
Fe3C + γ
Ms
Ferrita (α) + Carbono (C)
0 100 200 300 400 500 600 700
70
60
50
40
30
20
10
0
Dur
eza,
HC
R
1.2 % C1.2 % C
0.35 % C0.35 % C0.80 % C0.80 % C
Temperatura de revenido, ºC
üü Se produce la difusión de los átomos de carbono desde los lugares intersticiales para formar precipitados de carburo de hierro en una segunda fase.
Influencia de la temperatura de revenido Influencia de la temperatura de revenido de la martensita sobre la durezade la martensita sobre la dureza
Influencia del contenido de carbono sobre la Influencia del contenido de carbono sobre la temperatura de inicio de transformación de la temperatura de inicio de transformación de la martensitamartensita
üü La martensitamartensita es una fase metaestable formada por una solución sólidasolución sólida intersticial sobresaturada en carbono.
2323Diagramas de faseDiagramas de fase
Tratamientos isotérmicos
Transformación
723 ºC
Ms
Mf
Bainita
Log tiempo
Tem
pera
tura
, ºC
SuperficieCentro
Revenido
723 ºC
Ms
Mf
Superficie
Martensita revenida
Transformación
Martensita
Log tiempoT
empe
ratu
ra, º
C
AustemperingAustempering MartemperingMartempering
Estructura Estructura BainitaBainita Estructura MartensíticaEstructura Martensítica
la ductilidad y la tenacidad la distorsión y la fisuración
2424Diagramas de faseDiagramas de fase
Diagrama de transformaciones por enfriamiento continuo
En el enfriamiento continuo, la transformación de la austenita a perlita se produce a lo largo de un intervalo de temperaturas.
1 10 102 103 104 105 1060
100
200
300
400
500
600
700
800
Tem
pera
tura
[ºC
]
Temperatura eutectoide
→
M (inicio)
M (50 %)M (90 %)
Tiempo (s)
Transformación porenfriamiento continuo
5 ºC/s
Perlitagruesa
Perlitafina
Perlita+
Martensita
Martensita
40 ºC/s
140 ºC/s
Austenita
Perlita
üü Desplazamiento de las líneas iniciales y finales de transformación a:
temperaturas menorestemperaturas menorestiempos mayorestiempos mayores
üü No hay transformación por debajo de 450 ºC
üü La curva A corresponde a un enfriamiento sumamente lento, similar al del recocido → Perlita gruesaPerlita gruesa
üü La curva B corresponde a un enfriamiento algo más rápido, similar al normalizado → Perlita finaPerlita fina
üü La curva C corresponde a la velocidad crítica de templevelocidad crítica de temple
GeneralidadesGeneralidades
2525Diagramas de faseDiagramas de fase
Propiedades de los aceros en función del contenido de carbono y la microestuctura
üü La cementita es más dura y más frágil que la ferrita. A medida que aumenta el contenido de cementita en el acero aumenta la resistencia a tracción, la dureza y el límite elástico. En tanto que, la ductilidad y la tenacidad, disminuyen.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Contenido de carbono,%
Perlita finaPerlita fina Perlita Perlita gruesagruesa
EsferoiditaEsferoidita
35
302520
HRC0 3 6 9 12 15
320
280
240
200
160
120
80
Núm
ero
de d
urez
a B
rine
ll
100HRB
90
80
60
Dur
eza
Roc
kvel
l
Porcentaje de Fe3C
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Contenido de carbono,%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 3 6 9 12 15Porcentaje de Fe3C
EsferoiditaEsferoidita
Perlita gruesaPerlita gruesa
Perlita finaPerlita fina
Duc
tilid
ad, %
1100
965
830
670
550
410
275
138
00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
100
80
60
40
20
0
Resistencia a tracción
Norm
aliza
do
Energía deimpacto
Recocido
Normalizado
Recocido
RecocidoEsfuerzo defluencia
Elongación, %Normalizado
Contenido de carbono, %
Elo
ngac
ión,
%
Res
iste
ncia
a tr
acci
ón /
Esf
uerz
o de
flue
ncia
, MPa
Resistencia DuctilidadResistencia Ductilidad
MartensitaBainita inferiorBainita superior
Perlita finaPerlita gruesa
Esferoidita
2626Diagramas de faseDiagramas de fase
Curva de enfriamiento continuo de acero hipoeutectoide
Tcs
TciA
F + C
A 50 %Ms
M50
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Tem
pera
tura
, ºC
Tiempo
0.5 5 1 min 1h
A + F
A + F + C
Acero hipoeutectoide con 0.47 % de carbono
üü Existen varias diferenciasdiferencias entre una curva de enfriamiento continuo de un acero eutectoide y un hipoeutectoide.
1.1.-- Las curvas han sido desplazadas hacia la izquierda, así que no es posible obtener 100 % de martensita con estos tipos de aceros .
2.2.-- Aparece otra línea de transformación correspondiente a la ferrita proeutectoide .
üü Diagramas similares han sido desarrollados para los aceros hipereutectoides , en este caso, la línea más elevada del diagrama corresponde a la formación de la cementita proeutectoide .
2727Diagramas de faseDiagramas de fase
Templabilidad del aceroüü Se define como la propiedad que determina la profundidad y la distribución de la la profundidad y la distribución de la durezadureza inducida por el enfriamiento desde la condición austenítica.En la industria, la templabilidad se determina por el ensayo Jominy de templabilidadensayo Jominy de templabilidad
Agua a presión
4 pulg
1 pu
lg
0 20 40 60 80
70
50
30
Distancia al extremo enfriado, mm
Dur
eza,
RC
.
üü La templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación puede endurecerse.
üü Un acero con alta templabilidadalta templabilidadmantiene valores elevados de dureza durante distancias relativamente largas, uno de baja templabilidadbaja templabilidad no.
üü Velocidad de enfriamiento distancia al extremo templado
üü Difusión de carbono formación de constituyentes más blandos
2828Diagramas de faseDiagramas de fase
Curva de templabilidad
üü Todas las aleaciones tienen en el extremo la misma extremo la misma durezadureza, pues depende del contenido de carbono
üü La diferencias de las curvasdiferencias de las curvas están dadas por la presencia de aleantes.
üü Influencia de los aleantes sobre la templabilidad Influencia de los aleantes sobre la templabilidad del acerodel acero
0 10 20 30 40 50Distancia al extremo enfriado, mm
Dur
eza
Roc
kvel
l
60
50
40
30
20
86608660
86408640
8630863086208620
üü Influencia del contenido de carbono sobre Influencia del contenido de carbono sobre la templabilidad del acerola templabilidad del acero
Dur
eza
Roc
kvel
l
Distancia al extremo enfriado, mm
10 20 30 40 50
60
50
40
30
20
10
43404340
10401040
41404140
864086405140
2929Diagramas de faseDiagramas de fase
Influencia del medio de templeLa velocidad de enfriamiento de una muestra depende de la velocidad de eliminación de eliminación de energía térmicaenergía térmica, que es función del medio de temple.
Medios de templeMedios de templeAgua Con agitaciónAceiteAire Sin agitación
Severidad del templeSeveridad del temple
Aceros aleados Aceite
Aceros con alto carbono Agua, produce grietas y
deformaciones
Acero con bajo carbono Aire, produce perlita
0 ¼ ½ ¾ 1 1¼ pulg.
4
3
2
1
0
Diá
met
ro d
el c
ilind
ro, p
ulg.
100
75
50
25
0 Diá
met
ro d
el c
ilind
ro, m
m
0 10 20 30 mm
Distancia equivalente al extremo templado
S
¾R
½R
C
S
¾R½R
C
Aceite con Aceite con agitación suaveagitación suave
4
3
2
1
0
100
75
50
25
00 ¼ ½ ¾ 1 1¼ pulg.
S¾R ½R
C
S
0 10 20 30 mm
Distancia equivalente al extremo templado
Diá
met
ro d
el c
ilind
ro, p
ulg.
Diá
met
ro d
el c
ilind
ro, m
m
Agua con agitación suaveAgua con agitación suave
¾R
½R
C
3030Diagramas de faseDiagramas de fase
Utilización de los datos de templabilidad para generar perfiles de dureza
S¾R ½R
C
0 10 20 30 mm
Distancia al extremo templado
4
3
2
1
0
Diá
met
ro, p
ulg.
Agua conAgua conagitación suaveagitación suave
Dur
eza
Roc
kvel
l
Distancia al extremo enfriado, mm
10 20 30 40 50
605040302010
10401040
60
50
40
30
20
2 pulg
Dur
eza;
RC
Perfiles de dureza radialPerfiles de dureza radial
60
50
40
30
20
10401040
41404140
Dur
eza,
HR
C2 pulg
60
50
40
41404140
41404140
Dur
eza,
HR
C
2 pulg
4 pulg
üü Los perfiles de dureza varían con la incorporación de aleantes en el acero y el tamaño de la muestra.
3131Diagramas de faseDiagramas de fase
Tratamientos termoquímicos
üü NitruraciónNitruración
• Composición del acero
Contenido de carbono: 02 a 0.6 %
Aleantes: Al, Cr, Ni, Mb, Vn
• Tratamiento previo
Temple y revenido
• Propiedades superficiales
Dureza
Deformaciones
Durezas a elevadas temperaturas
üü CementaciónCementación
• Composición del acero
Contenido de carbono < 0.2
• Tratamiento posteriorTemple y revenido
• Propiedades superficialesDureza y resistencia superficial
(0.2 a 3 mm)