Transformación del Acero: Enfriamiento Continuo, Austempering y Martempering

En operaciones de tratamiento industrial, y en la mayoría de los casos, no se efectúa la transformación isotérmica del acero a una temperatura por encima de la de comienzo de la martensita, sino que se proporciona un enfriamiento continuo desde la temperatura de austenización a la temperatura ambiente. En el enfriamiento continuo del acero, la transformación de austenita a perlita se produce a lo largo de un intervalo de temperaturas más bien que a una sola temperatura isotérmica. Como resultado, la microestructura final después del enfriamiento continuo será compleja, ya que la cinética de la reacción cambia en el intervalo de temperatura en el cual se produce la transformación, tal como se recoge en la figura 13.8. Las líneas iniciales y finales de transformación se desplazan a tiempos mayores y a temperaturas ligeramente inferiores con relación a los diagramas isotérmicos. Además, no hay líneas de transformación por debajo de 450°C para la transformación de austenita a perlita.

La figura 13.8 muestra las distintas velocidades de enfriamiento para muestras de acero eutectoide continuamente enfriado desde las temperaturas de austenización hasta la temperatura ambiente. La curva A de enfriamiento representa un enfriamiento lentísimo, tal como podría obtenerse si suprimimos el calor del horno y permitimos al acero enfriarse a medida que el horno pierde calor. La microestructura en este caso debería ser de perlita gruesa. La curva de enfriamiento B, representa un enfriamiento más rápido, tal como debería obtenerse al retirar el acero austenizado del horno, y permitir su enfriamiento en aire en reposo. En este caso se forma una microestructura de perlita fina. La curva de enfriamiento C comienza con la formación de perlita, pero el tiempo es insuficiente para que se complete la transformación de austenita a perlita. La austenita remanente que no se transforma en perlita a temperaturas superiores, se transformará en martensita a temperaturas más bajas, comenzando a 220°C. La microestructura de este acero, en consecuencia, estará constituida por una mezcla de perlita y martensita. Enfriando a una velocidad mayor que la curva E, denominada velocidad crítica de temple, se conseguirá una estructura completamente martensítica. Esto es en síntesis las transformaciones que suceden en los aceros durante los enfriamientos continuos proporcionados industrialmente.

Austempering (Temple Bainítico)

El austempering (o temple bainítico) es un tratamiento térmico que se aplica al acero. Con este tratamiento isotérmico se pretende obtener piezas con una estructura bainítica, que sean duras pero no extremadamente frágiles. Suele aplicarse a aceros con un contenido en carbono alto. Se utiliza para piezas como engranajes, ejes, y, en general, partes sometidas a fuerte desgaste que también tienen que soportar cargas. Puede sustituir a procesos como el Temple por inducción y el Temple convencional.

Martempering (Temple Escalonado)

Martempering o Temple escalonado, en que las piezas se enfrían, desde la temperatura de austenización, en un baño de sales o metal fundido a temperatura próxima superior a Ms, dejándolas en él el tiempo preciso para que alcancen su temperatura, pero sin que comience a transformarse la austenita. Entonces se extraen del baño y se enfrían bruscamente hasta la temperatura ambiente.