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tratamientos isotermicos

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Emmanuel Figon

on 5 September 2012

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Transcript of tratamientos isotermicos

Tratamientos isotérmicos Para entender los beneficios de los procesos del tratamiento del calor, primero se tiene que conocer los metales y estructuras de aleación.
Cuando un metal derretido se soldifica, los atomos se organizan en patrones llamados "estructuras cristalinas".

En metales, las 2 estructuras mas comunes son: Estas estructuras crecen uniformemente, dentro de cada cristal en crecimiento. Mientras el metal se esta enfriando otros cristales tambien estan creciendo y se van formando "granos".
Debido a que la forma de los granos crece independientemente sus estructuras se desarrollan inclinadas Para fortalecer sus
estructuras cristalinas.
Esto se logra agregando
algun otro elemento
como el carbon. Recocido Isotérmico. Este proceso consiste en calentar el acero por encima de la temperatura critica superior o interior.
Antes de que la temperatura baje de los 700°C se sumerge en un baño de sales donde la temperatura permanece constante para lograr completa transformación isotérmica de la austenita.
El tiempo depende de la composición y el tamaño de la pieza.
Finalmente esta se deja enfriar al aire.
La temperatura de las sales se debe determinar a partir del diagrama TTT del acero que se está tratando y la dureza que se desea obtener.
Finalmente en su microestructura la pieza queda compuesta de perlita y ferrita. La línea de calentamiento constante
y luego la curva suave de enfriamiento
en aire; también podemos observar la
diferencia entre un recocido de 
regeneración y un recocido isotérmico. Austempering. Este tratamiento también llamado temple bainítico se utiliza para obtener bainita; consiste en:
Calentar el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la temperatura critica superior con el fin de conseguir una austenización completa o incompleta
Luego se sumerge rápidamente en sales fundidas o plomo a la temperatura seleccionada. Esta temperatura debe estar por encima de la línea de martensita según el diagrama TTT, manteniendo la temperatura contante para que ocurra la transformación de la austenita en bainita.
Finalmente se deja al aire para su enfriamiento.
Este tratamiento es recomendado para aceros con alto porcentaje de carbono y para aceros que son aleados.   En la figura se muestra el diagrama TTT y la curva de enfriamiento tratamiento del austempering. Glosario Austenización.- Es un proceso que ocurre en el acero, en el cual, a una determinada temperatura, se forma austenita. Esto es deseable, porque la austenita, al ser enfriada rapidamente genera martensita, que es el cristal que da al acero la maxima reistencia posible. Austenita.- Es la forma estable del hierro puro a una temperatura entre los 900-1400° C Ferrita o hierro- (alfa) es una de las estructuras cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC)
y tiene propiedades magnéticas. Punto C: (1130°C) Denominado PUNTO EUTECTICO; es la Tª mas baja a la que funde una aleación Fe-C (4,3%C) También se puede definir como el punto en que se pasa directamente de sólido a líquido.
Punto C: (723°C y 0,89%C) PUNTO EUTECTOIDE; es el punto más bajo en el que es estable la austenita. Tambien se puede definir como el punto en el que se pasa de un constituyente a otro. El constituyente de los aceros templados es martensita, está conformado por unasolución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtienepor enfriamiento rápido de los aceros desde su estado austenítico a altas temperaturas.
Esta transformación es un tratamiento térmico cuyo objetivo es alcanzar altas cotasde endurecimiento debido a un drástico cambio en su estructura perlítica hasta alcanzar la martensita. Bainita es una mezcla de fases de ferrita y cementita y en su formación intervienen procesos de difusión.
La bainita fue descrita por primera vez por E. S. Davenport y Edgar Bain como "de apariencia similar a la martensita sin tratamiento de revenido".
Los aceros bainíticos son más duros y resistentes que los perlíticos porque tienen una estructura más fina a base de partículas diminutas de cementita en una matriz ferrítica. Por este motivo exhiben una interesante combinación de resistencia y ductilidad. Nos ayudan a lograr propiedades que son imposibles de obtener con otros procesos.
Disminuir tensiones.
Obtener estructuras de tipo bainítico.
Obtener estructuras homogeneas.
Resiliencia.
Tenacidad. Los tratamientos isotérmicos son solo una aplicación de los diagramas TTT, en ellos se llevan los materiales a cierta temperatura y se mantienen constantes durante un determinado tiempo; estos tratamientos tiene un gran limitante, son los equipos utilizados para llevar acabo dichos procesos porque para mantener la temperatura constante es necesario contar con hornos con control automático, baños de sales y plomo y su temperatura debe ser mayor a la de fusión. Son una aplicación de los diagramas TTT. El diagrama TTT es consecuencia de la cinética de la transformación eutectoide y permite predecir la estructura, propiedades mecánicas y el tratamiento térmico requerido en los aceros. Se denomina curva TTT al diagrama que relaciona el tiempo y la temperatura requeridos para una transformación isotérmica. Los diagramas TTT son gráficas que representan la temperatura frente al tiempo. ¿Cómo funcionan los Diagramas TTT? Se llevan los materiales a cierta temperatura
y se mantienen durante cierto tiempo,
para mantener estas temperaturas
constantes se necesitan hornos con
control automáticos, baños de sales y plomo,
además la temperatura debe ser mayor
a la de fusión. Fase Austenita Que es inestable debajo de la temperatura
de transformación eutectoide,
se necesita saber cuánto tiempo
requerirá para empezar a transformarse
a una temperatura subcrítica específica,
cuánto tiempo precisará para estar
completamente trasformada y cuál
será la naturaleza del producto
de esta transformación. Con estos diagramas podemos saber la fase que obtendremos si utilizamos un medio de enfriamiento determinado pero hay que tener en cuenta que hay un diagramaTTT diferente para cada acero AISI-SAE. La primera curva es el inicio de transformación de fase, en la cual se empieza a ver cambios en las fases presentes.








Mientras que la segunda curva es la finalización de la etapa de transformación de fase, en la cual ya obtenemos la fase deseada ya sea perlita, bainita o martensita. Etapa de transformación isométrica En esta etapa se puede notar el cambio de las fases de austenita a perlita o martensita. Para obtener una determinada fase basando en el diagrama ttt tenemos que tener en cuenta la temperatura y el método con el que se va a enfriar el material tratado. Como podemos observar en este esquema si se calienta por encima de la línea A1y enfriar hasta una temperatura por encima de 550ºc y manteniendo esta temperatura por un tiempo determinado podremos obtener perlita. ¿Para qué sirve el diagrama TTT? TEMPERATURA VS TIEMPO.
Estructura.
Propiedades mecánicas.
Tratamiento térmico requerido en los aceros. MARTEMPERING Es un tratamiento de temple escalonado en el que el material metálico se calienta a una temperatura más elevada que la critica superior (mayor que en el austempering) y se enfría en un baño de sales también caliente comprendido entre 200°C y 400°C hasta una temperatura próxima pero superior a Ms (Temperatura de inicio de la transformación martensítica), permaneciendo las piezas dentro del baño el tiempo suficiente para alcanzar la temperatura en toda la masa. ¿Qué se obtiene y para que? Este proceso nos permite obtener martensita fina y homogénea, con menos tensiones internas en el material y con una menor concentración de austenita retenida. Una vez utilizado el martempering suele realizarse un revenido para acabar de eliminar las tensiones internas dentro del material. ¿En que se aplica?
Este proceso se aplica a aceros de alto porcentaje de carbono y aceros de medio carbono y también para aceros de herramientas.
Se obtiene cuchillas, navajas, espadas, entre otros materiales. En la figura se muestra el tipo de escalonamiento necesario para llevar a cabo con el martempering y además se muestra también la línea para el revenido. ¿Qué es?
Tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a 500 °C, también pueden utilizarse sales o aire con peores resultados. Este tratamiento no es necesario para alambres de construcción o estructurales porque estos son de bajo. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que permite el trefilado. ¿Dónde se utiliza?
Este tratamiento lo utilizan exclusivamente las trefilerías de alambre de acero de altas prestaciones,( Aceros para fachadas y cubiertas resistentes a la corrosión, la niebla salina o las radiaciones UV. Estos aceros mantienen sus propiedades) con contenidos de carbono próximos al Este tratamiento no es necesario para alambres de construcción o estructurales porque estos son de bajo carbono. Patenting ¿Para que?
Este tratamiento es importante cuando se requiere alambres de alta resistencia y alto limite elástico, el fin de este tratamiento es obtener estructuras de tipos orbítico que son estructuras finas y dúctiles.
Ejemplos: el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil. La figura nos muestra la él diagrama el tipo de enfriamiento al cual debe someterse para llevar a cabo el tratamiento y su temperatura deberá ser mayor que la del austempering y el martempering. Por su atención.
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