Tratamiento Termico

Metalografía y Tratamientos Térmicos

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VI. TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITA FUERA DEL EQUILIBRIO

VI.1. Transformación eutectoide
Los mecanismos que actúan durante la transformación eutectoide cambian según sean las características del constituyente en cada caso, sea éste discontinuo o haya continuidad en una de las fases presentes. El primer caso, que generalmente corresponde asistemas donde una fase es mucho más abundante que la otra, implica el crecimiento de aquélla en forma continua y la nucleación frecuente de la que se encuentra en menor cantidad. Este mecanismo genera constituyentes globulares, aciculares, etc., como es el caso de la ledeburita en las aleaciones Fe-C. Dada la importancia tecnológica de la perlita, se analizará el segundo tipo de transformacioneseutectoides. VI.1.1. Transformación eutectoide en aceros (perlítica) La transformación eutectoide está gobernada por la difusión, por lo que la velocidad con la que se extraiga calor del sistema durante la misma, tendrá extrema importancia en las características finales del constituyente. No obstante, para que el análisis que sigue tenga validez, dichas velocidades deben ser lentas pues de locontrario, se obtendrían otros constituyentes. En la Fig. VI.1 se visualiza el sector del diagrama Fe-C correspondiente a una aleación de 0,8 % de C, es decir de composición eutectoide. En esta aleación, durante el enfriamiento, a 723° C, se producirá la transformación de la austenita en perlita, por el mecanismo de nucleación y crecimiento. Nucleación Un núcleo de una nueva fase que se forma en unamatriz, es un pequeño grupo de átomos (~ 50) que, cuando se dan las condiciones adecuadas se estabiliza como tal, generando la inferfase correspondiente. En condiciones próximas al equilibrio, esta nucleación se produce en bordes de grano de la fase existente. Partiendo del campo austenítico, la composición nominal dada es el promedio de una extensión mucho mayor que el tamaño de un núcleo de lanueva fase. En la austenita de 0,8 % de C existirá una notable dispersión en la composición de los pequeños volúmenes que pueden dar lugar a los nuevos núcleos. Estadísticamente, en la dispersión, que seguramente seguirá la distribución normal, se encontrarán composiciones locales de esos volúmenes, tanto superiores como inferiores a 0,8 %, composiciones tales como las C1 y C2 de la Fig. VI.1. Paraambas situaciones será válido el razonamiento que sigue, aunque, existen evidencias experimentales de que en el proceso de nucleación de la colonia de perlita, la primera fase que nuclea es la cementita.
Fig. VI.1: Porción del diagrama Fe-C

Fijando la atención en aquellas composiciones locales que superen el 0,8 % de C, tal como la C2, se puede observar que siendo la temperatura del sistema723° C, en los sectores que presenten dicha composición, se habrá generado un subenfriamiento de magnitud T2. Este subenfriamiento, diferencia entre

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la temperatura del sistema y la de equilibrio, en muchos casos será de magnitud suficiente como para promover la nucleación de la cementita. Los núcleos formados en bordes de grano de laaustenita, por ser de cementita, al formarse y empezar a crecer, lo harán con el contenido de carbono de esta fase, es decir, 6,67 %. Sin embargo, originalmente era austenita, con poco más de 0,8 %. Por consiguiente, en este proceso, los alrededores de la cementita formada han aportado el carbono necesario, por difusión, quedando empobrecidos en dicho elemento. La composición en estos sectores, marcadoscon x en la Fig. VI.2, habrá descendido hasta C1 quizá, por lo que ahora se producirá en ellos una situación semejante a la descripta para la composición C2. El subenfriamiento generado, T1, provoca la nucleación de ferrita a ambos lados. La ferrita se forma y crece con cerca de 0,025 % de C, por lo que su presencia enriquecerá los sectores vecinos, incrementando el contenido de C nuevamente por...