Tratamientos Térmicos del Acero y Formación de la Martensita
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La Martensita y los Tratamientos Térmicos del Acero
Martensita
La martensita está conformada por una solución sólida sobresaturada de carbono en Fe-α. Se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado austenítico. Con el enfriamiento rápido no da tiempo a la reordenación atómica de FCC (cúbica centrada en las caras) a BCC (cúbica centrada en el cuerpo); el carbono queda atrapado en las aristas, estas se alargan y la red cúbica se transforma en tetragonal. Esto aumenta la dureza y fragilidad, y disminuye la tenacidad. Depende de la velocidad de enfriamiento y del contenido de carbono.
Tipos de Transformaciones
- Transformaciones isotérmicas: Enfriamiento por inmersión en un baño de sales fundidas a temperatura constante (T = cte.).
- Transformaciones de enfriamiento continuo: Enfriando dentro del horno, al aire o en agua.
Curva TTT (Temperatura-Tiempo-Transformación)
La Curva TTT es un diagrama que relaciona el tiempo y la temperatura en una transformación isotérmica. Se puede obtener un diagrama distinto por cada composición de la aleación. Tiene 3 zonas:
- Izquierda: La austenita no ha empezado a transformarse.
- Centro: Austenita en transformación.
- Derecha: Austenita transformada.
Efectos de la velocidad de enfriamiento:
- Enfriamiento lento: Se obtiene perlita. El tamaño del grano será mayor cuanto más lento haya sido el enfriamiento.
- Enfriamiento moderado: Se obtiene bainita, que es una estructura intermedia entre la perlita y la martensita.
- Enfriamiento rápido: Se obtiene martensita, la cual tiene una gran dureza.
Tratamientos Térmicos
Los tratamientos térmicos son procesos en los que solo se usa la temperatura para variar la microestructura de los aceros.
El Temple
El temple consiste en un enfriamiento rápido en agua o aceite para transformar la austenita en martensita. Se aumenta la dureza, disminuye la tenacidad, disminuye el alargamiento unitario y modifica algunas propiedades eléctricas, magnéticas y químicas.
Sigue estos pasos:
- Calentamiento en horno.
- Homogeneización de la temperatura: Mantiene la temperatura de austenización durante un determinado tiempo.
- Enfriamiento rápido: Se saca la pieza del horno y se enfría el material en un fluido denominado medio de temple a una velocidad superior a la velocidad crítica de temple con objeto de obtener una estructura martensítica.
- En agua se obtiene martensita.
- En aceite se obtiene martensita + perlita.
- Al aire se obtiene perlita.
Velocidad Crítica de Temple
La velocidad crítica de temple es la velocidad mínima de enfriamiento de un acero para que la austenita se transforme totalmente en martensita.