Curvas Ttt
Páginas: 13 (3078 palabras)
Publicado: 10 de junio de 2012
Curva TTT
A la hora de trabajar con diagramas de equilibrio, debemos de tener en cuenta que las trasformaciones se producen mediante enfriamientos o calentamientos muy lentos. Si queremos conseguir un acero con una estructura determinada que se encuentre a una temperatura mayor en estos diagramas (como la austenita), el enfriamiento se debe realizar más rápido. Por tanto, el tiempo es un factora tener en cuenta a la hora de estudiar estas transformaciones.
De este modo, en los diagramas de equilibrio tenemos tres variables que estudiar: la composición de la aleación, la temperatura, y el tiempo en el que se produce la transformación. Ésto nos daría un diagrama en 3 dimensiones, muy difícil de representar y estudiar, por lo que en 1930, los metalurgistas Bain y Davenport, de la UnitedStates Steel Corporation Research, idearon un diagrama que complementase al diagrama de equilibrio, para poder tener en cuenta las tres variables anteriormente mencionadas.
Este diagrama fue llamado Diagrama TTT (temperatura-tiempo-transformación), aunque comunmente se le conoce como Curvas TTT. Se puede obtener un diagrama diferente por cada composición de la aleación. El diagrama TTTrepresenta el proceso de transformación del acero a lo largo del tiempo de transformación y en función de la temperatura.
A continuación, estudiaremos un diagrama TTT obtenido de un diagrama Fe-C, concretamente de un acero eutectoide (0,77% de C).
Al comenzar el enfriamiento del acero, éste se mantiene por encima de su temperatura de austenización (727ºC), y comienza a enfriarse, con una velocidadmayor o menor según la estructura deseada:
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Curvas TTT de un acero eutectoide (0,77% C) |
Si el enfriamiento se realiza a velocidades muy lentas (curva 1), la austenita se transformará en perlita, y el tamaño de grano será mayor cuanto más lento haya sido el enfriamiento. La dureza de la perlita se encuentra entre 15 y 40 HRC
Si el enfriamiento se realiza a una alta velocidad (curva 2),pero se mantiene la temperatura estable durante un tiempo por debajo de la "nariz" de la curva (T1), la estructura que se formará recibe el nombre de bainita. Esta estructura es intermedia entre la perlita y la martensita (explicada a continuación), debido a que por debajo de los 500ºC, se dificulta la difusión del carbono. La bainita tiene una dureza entre 40 y 60 HRC.
Al someter la austenitaa un enfriamiento extremadamente rápido (curva 3), la estructura que se forma es la martensita, una solución sobresaturada de carbono en hierro α. Su dureza varía entre 50 y 68 HRC, y es el segundo constituyente más duro de los aceros (el más duro es la cementita). Debido a la deformacion producida por la inserción de átomos de carbono en la estructura FCC del hierro α, la martensita cristaliza enla estructura tetragonal centrada en el cuerpo.
La dureza de un acero aumenta de forma no lineal en función de su temperatura, es más duro cuanto menor sea su temperatura. Así se explica que la martensita sea más dura que la bainita, y ésta más que la perlita.
En enfriamientos a velocidades intermedias se obtiene un acero con distintos porcentajes de varios constituyentes (por ejemplo, un25% de perlita y un 75% de martensita). Si queremos obtener un 100% de un solo constituyente se deben realizar determinados procedimientos: para obtener un 100% de perlita, la velocidad de enfriamiento debe ser muy baja; para un 100% de bainita, no se puede realizar un enfriamiento continuo, sino que se debe enfriar muy rápido hasta encontrarse por debajo de la T1 y mantener la temperaturaconstante durante un largo tiempo; para un 100% de martensita, el enfriamiento debe ser extremadamente rápido. La velocidad mínima a la que se debe enfriar un acero eutectoide para que se forme un 100% de martensita se llama velocidad crítica de temple.
TRANSFORMACIÓN MARTENSíTICA
La transformación de la austenita en martensita no sigue el mecanismo de nucleación y crecimiento estudiado para el...
A la hora de trabajar con diagramas de equilibrio, debemos de tener en cuenta que las trasformaciones se producen mediante enfriamientos o calentamientos muy lentos. Si queremos conseguir un acero con una estructura determinada que se encuentre a una temperatura mayor en estos diagramas (como la austenita), el enfriamiento se debe realizar más rápido. Por tanto, el tiempo es un factora tener en cuenta a la hora de estudiar estas transformaciones.
De este modo, en los diagramas de equilibrio tenemos tres variables que estudiar: la composición de la aleación, la temperatura, y el tiempo en el que se produce la transformación. Ésto nos daría un diagrama en 3 dimensiones, muy difícil de representar y estudiar, por lo que en 1930, los metalurgistas Bain y Davenport, de la UnitedStates Steel Corporation Research, idearon un diagrama que complementase al diagrama de equilibrio, para poder tener en cuenta las tres variables anteriormente mencionadas.
Este diagrama fue llamado Diagrama TTT (temperatura-tiempo-transformación), aunque comunmente se le conoce como Curvas TTT. Se puede obtener un diagrama diferente por cada composición de la aleación. El diagrama TTTrepresenta el proceso de transformación del acero a lo largo del tiempo de transformación y en función de la temperatura.
A continuación, estudiaremos un diagrama TTT obtenido de un diagrama Fe-C, concretamente de un acero eutectoide (0,77% de C).
Al comenzar el enfriamiento del acero, éste se mantiene por encima de su temperatura de austenización (727ºC), y comienza a enfriarse, con una velocidadmayor o menor según la estructura deseada:
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Curvas TTT de un acero eutectoide (0,77% C) |
Si el enfriamiento se realiza a velocidades muy lentas (curva 1), la austenita se transformará en perlita, y el tamaño de grano será mayor cuanto más lento haya sido el enfriamiento. La dureza de la perlita se encuentra entre 15 y 40 HRC
Si el enfriamiento se realiza a una alta velocidad (curva 2),pero se mantiene la temperatura estable durante un tiempo por debajo de la "nariz" de la curva (T1), la estructura que se formará recibe el nombre de bainita. Esta estructura es intermedia entre la perlita y la martensita (explicada a continuación), debido a que por debajo de los 500ºC, se dificulta la difusión del carbono. La bainita tiene una dureza entre 40 y 60 HRC.
Al someter la austenitaa un enfriamiento extremadamente rápido (curva 3), la estructura que se forma es la martensita, una solución sobresaturada de carbono en hierro α. Su dureza varía entre 50 y 68 HRC, y es el segundo constituyente más duro de los aceros (el más duro es la cementita). Debido a la deformacion producida por la inserción de átomos de carbono en la estructura FCC del hierro α, la martensita cristaliza enla estructura tetragonal centrada en el cuerpo.
La dureza de un acero aumenta de forma no lineal en función de su temperatura, es más duro cuanto menor sea su temperatura. Así se explica que la martensita sea más dura que la bainita, y ésta más que la perlita.
En enfriamientos a velocidades intermedias se obtiene un acero con distintos porcentajes de varios constituyentes (por ejemplo, un25% de perlita y un 75% de martensita). Si queremos obtener un 100% de un solo constituyente se deben realizar determinados procedimientos: para obtener un 100% de perlita, la velocidad de enfriamiento debe ser muy baja; para un 100% de bainita, no se puede realizar un enfriamiento continuo, sino que se debe enfriar muy rápido hasta encontrarse por debajo de la T1 y mantener la temperaturaconstante durante un largo tiempo; para un 100% de martensita, el enfriamiento debe ser extremadamente rápido. La velocidad mínima a la que se debe enfriar un acero eutectoide para que se forme un 100% de martensita se llama velocidad crítica de temple.
TRANSFORMACIÓN MARTENSíTICA
La transformación de la austenita en martensita no sigue el mecanismo de nucleación y crecimiento estudiado para el...
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