Aceros hierro carbono

Ciencia y Tecnología de Materiales

8.1

APUNTES DE

CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES

Tema 08. Aceros: Diagramas Hierro-Carbono, TTT y CCT.

UNIVERSIDAD DE OVIEDO ESCUELA SUPERIOR DE LA MARINA CIVIL DE GIJON

Ricardo García Castañón

Aceros: Diagramas hierro-carbono, TTT y CCT

8.2

INDICE
8 TEMA VI: ACEROS: DIAGRAMAS HIERRO CARBONO, TTT y CCT.............. 8.3 8.1Constituyentes alotrópicos del hierro puro: ................................................ 8.3 8.2 Diagrama hierro carbono. Constituyentes simples..................................... 8.4 8.3 Solidificación de los aceros: el punto peritéctico. ....................................... 8.7 8.4 Diagrama simplificado Fe-Fe3C ................................................................. 8.7 8.5Transformación en equilibrio de la austenita en el enfriamiento ................ 8.8 8.6 La microestructura y el comportamiento mecánico de los aceros al carbono obtenidos en el equilibrio. ................................................................................... 8.13 8.7 Transformación de los aceros al carbono en el calentamiento ................ 8.14 8.8 Transformación isotérmica de laaustenita: Curvas TTT para aceros eutectoides. La transformación martensítica. ..................................................... 8.15 8.9 Influencia de los elementos de aleación en el diagrama hierro carbono.. 8.19 8.10 Influencia de los elementos de aleación en las curvas TTT..................... 8.22 8.11 Diagramas CCT o de enfriamiento continuo y primeros tratamientos térmicos.............................................................................................................. 8.23

Ciencia y Tecnología de Materiales

8.3

8 8.1

TEMA VI: ACEROS: DIAGRAMAS HIERRO CARBONO, TTT y CCT Constituyentes alotrópicos del hierro puro:

Al enfriar desde el estado liquido una probeta de hierro puro, se alcanza el punto de solidificación a los 1532 °C, convirtiéndose en hierro delta(Fe δ), cuya estructura es cúbica centrada (BCC) de parámetro medio de red a = 2.93Å (Fig. 8.1).

T0C

8 1532
1314

liquido
Fe (δ) Fe (γ)

∆V

912 770
Fe (α)

t
Fig. 8.1. Curva de enfriamiento del hierro puro

912

1314

T0C

Fig. 8.2. Variación de volumen con la temperatura en el Fe puro

Si seguimos enfriando, a 13140C el hierro Feγ sufre un cambio alotrópico y setransforma gamma (Fe γ), que es FCC de parámetro medio de red a = 3.65 Å. Este cambio alotrópico lleva asociada una contracción del metal (Fig. 8.2). La estructura se contrae, ya que la estructura del Feγ es compacta, y de dos celdas de Feγ aparecen cuatro celdas de Feδ. Ver Fig. 8.3, donde se han suprimido algunos átomos para claridad en el dibujo. En la Fig. 8.3.a re representan dos celdas FCC de
zx
2 celdas FCC 4 celdas BCC

y

(a)

(b)

(c)

Fig. 8.3- Dos celdas de Feγ se convierten en cuatro de Feα o cuatro de Feδ., según se enfríe o caliente.

donde salen cuatro celdas como las de la Fig. 8.3.b. Para pasar de ésta a la Fig. 8.3.c. la red tiene que acortarse en la dirección z y estirarse en las direcciones x e y. Es decir, el cristal, para pasar de una red a otra, lo hacepor contracción o dilatación de ciertos planos cristalográficos, es decir por movimientos de cizalladura.

Aceros: Diagramas hierro-carbono, TTT y CCT

8.4

Una vez obtenido Feγ, si seguimos disminuyendo la temperatura, la red se va contrayendo hasta llegar a los 9120C, donde sufre un aumento brusco de volumen, debido a un nuevo cambio alotrópico en Feα, que tiene una estructura BCC deparámetro medio de red a = 2.9 Å . El Feα, por abajo de 7700C se vuelve magnético. 8.2 Diagrama hierro carbono. Constituyentes simples La Fig. 8.4 representa la parte de interés del diagrama Fe-C.

Fig. 8.4. Diagrama de equilibrio Fe-C

Como se observa se superponen dos diagramas, uno seria el de Fe-Fe3C y otro el de Fe-Grafito. En realidad el diagrama estable es el de hierro-grafito, pero para...