Fundamentos y Procesos de los Tratamientos Térmicos del Acero: Curvas TTT y Microestructuras

Curvas de Transformación de la Austenita

Curvas TTT (Transformación Tiempo-Temperatura)

Las Curvas TTT (Enfriamiento Isotérmico) registran la transformación de la austenita en un enfriamiento isotérmico. Muestran los constituyentes y sus propiedades mecánicas obtenidos a diferentes tiempos de transformación.

Curvas TEC (Transformación por Enfriamiento Continuo)

Las Curvas TEC (Enfriamiento Continuo) registran la transformación de la austenita cuando el enfriamiento hasta la temperatura se realiza de forma continua.

Métodos de Estudio de la Transformación Austenítica

Método Metalográfico

Consiste en calentar un conjunto de probetas del mismo material hasta su estado austenítico. Sacar las probetas a diferentes tiempos y su enfriamiento rápido permite que la austenita no transformada se convierta en martensita, conservando los constituyentes obtenidos de la forma isotérmica.

Método Dilatométrico

El método dilatométrico se basa en la variación de longitud de las probetas debido a las dilataciones y contracciones. Esto permite conocer el tiempo requerido para que se produzca el inicio y el fin de la transformación de la austenita.

Constituyentes de la Transformación Isotérmica de la Austenita

Los constituyentes obtenidos varían según la zona de temperatura:

• Zona Superior (Cerca de la temperatura crítica superior): Se obtiene perlita gruesa y perlita fina.
• Zona Intermedia: Se obtiene bainita.
• Zona Inferior: Se obtiene martensita.

Clasificación de los Tratamientos Térmicos (TT)

TT para Materiales Férreos

Tratamientos Másicos

• Enfriamiento Continuo: Recocido, Normalizado, Bonificado.
• Isotérmicos: Recocido, Austempering, Martempering.
• Termomecánicos: Laminación, Ausforming, Perliforming, Bainforming.

Tratamientos Mixtos (Termoquímicos)

• Cementación, Nitruración, Carbonitruración.

Tratamientos Superficiales

• Temple por inducción, Temple a la llama.

TT para Materiales No Férreos

• Recocido, Temple, Solubilización.

Factores que Influyen en los Tratamientos Térmicos

• Velocidad de Calentamiento: No afectará en gran medida a las propiedades finales de la pieza. Sin embargo, por razones económicas, se establecen velocidades de calentamiento lo más grandes posible.
• Temperatura de Mantenimiento: Es importante en los tratamientos térmicos críticos, donde se produce el cambio alotrópico.
• Tiempo de Permanencia: Afectará al tamaño de grano, la homogeneidad química y térmica en toda la sección.
• Velocidad de Enfriamiento: Es el factor de mayor importancia. De él depende la estructura final y las propiedades de la pieza tratada.

Estructuras Obtenidas a partir de la Austenita

• Enfriamiento lento: Perlita
• Enfriamiento medio: Bainita
• Enfriamiento rápido: Martensita

Tratamientos Térmicos Subcríticos

Los recocidos son TT subcríticos porque durante su calentamiento no se sobrepasa la temperatura crítica inferior y no se llega al estado austenítico.

Revenido y Bonificado

• Revenido: Se aplica a piezas que previamente han sido templadas (martensita).
• Bonificado: Se conoce como bonificado el tratamiento térmico de temple y revenido.

Tipos de Recocido Subcrítico

• Recocido de Eliminación de Tensiones: Su objetivo es disminuir o eliminar tensiones internas de las piezas.
• Recocido de Globulización: Tiene como objetivo facilitar el mecanizado y la deformación plástica de las piezas.
• Recocido de Recristalización: Aplicado para eliminar el endurecimiento o acritud adquirida por un metal o aleación cuando es deformado en frío.

Factores que Afectan al Temple

• Composición del acero.
• Tamaño de grano.
• Estructura preliminar.
• Dimensiones y formas de las piezas.
• Modo de enfriamiento.
• Estado de la superficie.

Tratamientos Isotérmicos Específicos

Austempering

Consiste en calentar a una temperatura superior a la crítica superior para obtener austenita homogénea y después enfriar de forma enérgica (generalmente para obtener bainita).

Martempering

Es parecido al anterior, pero el constituyente final obtenido no es bainita, sino martensita.

Tratamientos Termomecánicos

Estos tratamientos combinan la deformación plástica con el tratamiento térmico.

Procesos Comunes

• Laminación, Embutición, Extrusión, Forjado, Trefilado, Estirado.

Efectos de la Temperatura de Deformación

• Tratamientos Fríos: Incrementan la dureza y el límite elástico.
• Tratamientos en Caliente: Recristalizan y permiten el crecimiento del tamaño de grano.

Ausforming

Es un tratamiento termomecánico que permite deformar plásticamente una pieza y templarla posteriormente. Tiene 5 etapas.