Aceros

ACEROS Y FUNDICIONES:
ESTRUCTURAS, TRANSFORMACIONES,
TRATAMIENTOS TERMICOS y APLICACIONES

F. J. BELZUNCE
Universidad de Oviedo, 2001

ACEROS Y FUNDICIONES:

ESTRUCTURAS
TRANSFORMACIONES
TRATAMIENTOS TERMICOS
y

APLICACIONES

Micrografías de la Portada:
Identifíquelas con las siguientes composiciones químicas
Fe-O.150/0C
Fe-O.S%C
Fe-O.750/0C
Fe-1.2%C
Fe-O.080/0C-19%Cr-100/0NiFe-O.030/0C-19%Cr-80/0Ni
Fe-30/0C-2.S%Si
Fe-3.2%C-40/0Ni-2.5%Cr-l %Mo

1. FASES Y ESTRUCTURAS
1.1. Introducción

1

1.2. Constituyentes alotrópicos del hierro

1

1.3. Constituyentes simples de los aceros

5

2. TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA HIERRO-CARBONO
2.1. Diagrama hierro-carbono

7

2.2. Descomposición de la austenita en un enfriamiento lento

8

2.3. Cinética de la transfonnación de la austenita

11

2.4.Efecto de la velocidad de enfriamiento sobre las transformaciones
ferrito-perlíticas

15

2.5. Austenización de los aceros

17

3. EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION EN LOS ACEROS
3.1. Introducción

21

3.2. Distribución de los elementos aleantes

21

3.3. Modificación del diagrama hierro-carbono

23

3.4. Efecto de los elementos de aleación sobre la cinética de la transformación
25austenítica

4. TEMPLE DEL ACERO
4. 1. Martensi ta

27

4.2. Transformación martensítica

30

4.3. Transferencia ténnica durante el temple de los aceros

..

33

4.4. Tensiones de temple

..

37

5. DETERMINACION PRACTICA DE LA TEMPLABILIDAD
5.1. Templabilidad

..

41

5.2. Penetración de temple

.

41

5.3. Diámetros críticos reales y diámetro crítico ideal

..

42

5.4. Ensayo Jominy

.

47

6. REVENIDODE LOS ACEROS
6.1. Introducción

55

6.2. Etapas en el revenido de los aceros

55

6.3. Efecto de los elementos de aleación

57

6.4. Propiedades mecánicas de los aceros templados y revenidos

57

6.5.Estimación de la dureza de un acero templado y revenido

60

6.6. Fragilización durante el tratamiento de revenido

64

7. TRATAMIENTOS TERMICOS
7.1. Introducción

67

7.2. Etapas 'en los tratamientostérmicos

67

7.3. Tratamientos térmicos fundamentales

69

7.4. Tratamientos isotérmicos

75

7.5. Tratamiento intercrítico

78

7.6. Tratamientos termomecánicos

79

8. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
8.1. Temple superficial

83

8.2. Cementación o carburación

87

8.3. Nitruración

94

8.4. Carboni truración

96

9. ACEROS DE CONSTRUCCION
9.1. Tipos de aceros

99

9.2. Aceros al carbono

100

9.3.Aceros dulces

103

9.4. Aceros microaleados

107

9.5. Aceros de gran resistencia

123

10. ACEROS DE HERRAMIENTA
10.1. Introducción

131

10.2. Aceros para trabajos en frío

132

10.3. Aceros para trabajos en caliente

142

10.4. Aceros de corte rápido

144

iii

11. ACEROS INOXIDABLES
11.1. Introducción

153

11.2. Aceros inoxidables martensíticos

..

157

11.3. Aceros inoxidables ferríticos..

160

11.4. Aceros inoxidables austeníticos

..

164

11.5. Aceros inoxidables dúplex

..

171

11.6. Aceros inoxidables endurecibles por precipitación

..

176

12. FUNDICIONES DE HIERRO
12.1. Introducción

179

12.2. Fundiciones blancas

181

12.3. Fundiciones grises

187

12.5. Fundiciones dúctiles o nodulares

194

12.6. Fundiciones maleables

199

BIBLIOGRAFlA

ANEXO 1........................................................................................... 201

203

iv

Capítulo 1. Fases y estructuras

1. FASES Y ESTRUCTURAS

1.1. Introducción
Los aceros y las fundiciones de hierro constituyen con gran diferencia el grupo de
materiales metálicos industrialmente más utilizado, ya que se pueden fabricar en
grandes cantidades y con costes relativamente bajos. Además, suspropiedades en
general y las mecánicas en particular abarcan un intervalo muy amplio, que van desde
productos con resistencias moderadas (200-300 MPa) y ductilidades altas hasta aquellos
otros caracterizados por una de las resistencias mecánicas mayores en la gama de las
aleaciones metálicas (2000 MPa).
Los aceros y las fundiciones de hierro son materiales basados en las aleaciones de hierro
y...