Diagramas TTT y TEC: Predicción de fases de inequilibrio

TTT

Son diagramas de inequilibrio y ayudan a predecir las fases de inequilibrio en función de la velocidad de enfriamiento. Los diagramas TTT se encuentran definidos por el % peso de carbono, por tanto, a cada acero le corresponde un diagrama TTT específico.

Representación de los diagramas TTT

Los diagramas TTT se representan en ejes coord: En abscisas, se tiene el tiempo en escala logarítmica [s]. En ordenadas, se tiene la temperatura en [ºC]. El área del diagrama se encuentra constituido por 3x Regiones de estabilidad. 3x Regiones de transición o transformación. 1x Región metaestable de Austenita sobreenfriada.

Forma de las curvas TTT

Las curvas TTT tienen forma de “C” Esa forma viene dada por el proceso de difusión, se debe al balance entre Ea y dificultad a la difusión. Mitad superior indica difusión libre. Mitad inferior indica difusión dificultada.

Transformaciones de inequilibrio para la austenita sobreenfriada

Las transformaciones de inequilibrio para la austenita sobreenfriada son: Austenita → Perlita, Austenita → Bainita, Austenita → Martensita. 727 ºC a 540 ºC, 540 ºC a 215 ºC, 215 ºC a 165 ºC. Aceros eutectoides (todos).

Transformaciones de inequilibrio en tratamientos isotermos

Las transformaciones de inequilibrio en tratamientos isotermos en función del rango de temperaturas: Austenita → Perlita, Austenita → Bainita, Austenita → Martensita, Perlita Gruesa, Perlita Fina o Sorbita, Trostita o troostita, Bainita Superior, Bainita Inferior.

Diagramas TEC

En los diagramas TEC el desarrollo de las Transformaciones se produce a través Enfriamiento Continuo, Inevitablemente, la Tª y el t po se ven afectados. Los diagramas de TEC se caracterizan por el desplazamiento que sufren sus curvas: A 602 ºC, el tratamiento isotermo (TTT) alcanzaba el inicio de transformación perlítica al cabo de 1 s. Sin embargo, el inicio de dicha transformación en las curvas TEC se da tras 2,5 s. Al cabo de 103 s, en las curvas TTT comienza la transformación perlítica a 695ºC frente a los 680ºC de las curvas TEC. Las curvas TEC se encuentran desplazadas: Hacia la derecha, incrementando el t po de comienzo de transformación. Hacia abajo, incrementando el salto térmico necesario para el comienzo de transformación.

Transformaciones en los TEC

En los TEC, la transformación tiene lugar a medida que transcurre el tiempo de exposición y disminuye la Tª (enfriamiento continuo).

Velocidad crítica de enfriamiento en los TEC

Durante los enfriamientos continuos del acero al carbono hasta Tª ambiente la bainita no se forma. Ello se debe a que toda la austenita tiende a descomponerse en perlita y ésta no evoluciona a bainita. Análogamente a las curvas TTT, en las TEC existe una velocidad crítica de enfriamiento tangente a curva de inicio de transformación. Ésta asegura la velocidad mínima a la que tendrá lugar la transformación del 100% de austenita en martensita. Para velocidades mayores o iguales a la crítica se obtendrá martensita (100%). Para velocidades menores a la crítica hasta velocidad tangente a la curva final de transformación, se tendrá (X%) Perlita + (100%-X%) Martensita. Para velocidades superiores a la tangente a la curva final de transformación, se obtendrá perlita (100%).

Ejemplos

Ejemplos. Para obtener 100% de Martensita a la mínima velocidad posible, según el diagrama TEC, deberíamos aplicar un enfriamiento continuo que se apoye sobre el punto A. Con dicho enfriamiento, no tiene lugar el inicio de transformación perlítica y aseguramos transformación completa de la austenita sobreenfriada. Para obtener 100% de Perlita, con tomar una velocidad de enfriamiento igual o superior a la tangente al punto B será suficiente. A estas velocidades se asegura intersectar las curvas de inicio y de final de transformación perlítica. Para obtener 55% de Perlita y 45% de Martensita, se toma una velocidad de enfriamiento que sea tangente a la curva de 55% de transformación perlítica sobre el segmento AB (460ºC), y se continua enfriando hasta que la g restante (45%) se descomponga en martensita.