Deformacion Del Acero

DEFORMACION DEL ACERO

DEFORMACION = CAMBIOS DIMENSIONALES+CAMBIOS ENLA FORMA

Según la norma DIN 17014, el término deformación se define como el cambio dimensional y de forma de un pieza del producto de un tratamiento térmico. El cambio dimensional se refiere únicamente a un cambio de tamaño, más no a un cambio en la forma.

Los cambios dimensionales y los cambios en la forma pueden ocurrir separadamente, pero en general, ocurren simultáneamente y se sobreponen los unos a los otros. Ellos representan un factor muy importante en los costos de producción ya que la deformación durante el tratamiento térmico puede dañar el éxito de un costoso proceso de manufactura en las últimas etapas de producción.

La deformación inevitable, es el resultado de cambios volumétricos producidos por cambios estructurales durante el calentamiento y el enfriamiento, así como por tensiones térmicas causadas por variaciones de temperatura al interior de la pieza (diferencias de dilatación entre la superficie y el núcleo durante el calentamiento y contracción diferente durante el enfriamiento). La deformación puede compensarse o controlarse si los factores que la gobiernan han sido precisamente considerados en las etapas de diseño y producción.

La deformación evitable, es el resultado de un tratamiento térmico inapropiado o de una equivocada selección de materiales.

CAMBIOS VOLUMETRICOS CAUSADOS POR CAMBIOS ESTRUCTURALES

La expansión térmica hace que las piezas aumenten su tamaño durante las fases ferrifica y austenítica.

La transformación de la ferrita en austenita provoca una contracción. En caso de un enfriamiento lento, el cambio durante el calentamiento (curva a) prácticamente se cancelará por el cambio durante el enfriamiento (curva b). Los cambios dimensionales permanentes causados por cambios estructurales, solamente ocurren a elevadas velocidades de enfriamiento (curva c).

A medida que el contenido de martensita aumenta, el volumen y el largo de la pieza aumentarán acordemente. Contenidos crecientes de austenita residual harán disminuir el cambio positivo en el largo de la pieza e incluso pueden producir una contracción.

El mayor volumen obtenido durante el temple depende del tipo de acero utilizado. Los valores que se indican en la gráfica a continuación se aplican para un temple a fondo completo.

A medida que aumenta el espesor de una pieza, se alcanza un límite después del cual no es posible el temple a fondo. La transformación de la martensita y los incrementos en el volumen afectan únicamente la zona exterior y el incremento y el crecimiento volumétrico total es menor.

En otras palabras, el cambio dimensional depende de la profundidad de transformación de un tipo de acero y de su composición química típica.

La influencia de la temperatura de temple puede diferir de caso a caso. En aceros con bajas profundidades de transformación, la profundidad del temple y en consecuencia el aumento en volumen, crecerán a medida que crece la temperatura de temple. Al contrario, en aceros con una gran profundidad de transformación, el incremento de la temperatura de temple producirá un menos crecimiento volumétrico debido al mayor contenido de austenita residual.

CAMBIOS EN LA FORMA CAUSADOS POR TENSIONES TERMICAS

Durante el calentamiento y en particular durante el enfriamiento rápido requerido por las operaciones de temple, se producen tensiones térmicas al interior de la pieza causadas por la diferencia de temperatura entre la superior y el núcleo. Esto conduce a cambios en la forma.

Durante el enfriamiento, la temperatura de la zona superficial disminuye más rápidamente que en el núcleo. La menor contracción del núcleo impide mayores contracciones en la zona superficial. Este hecho produce tensiones de tracción en la superficie y tensiones de compresión en el núcleo. Si el material fuese capaz de asumir una deformación elástica, la pieza quedaría libre de tensiones en el punto en que la temperatura del núcleo se iguala a la temperatura superficial. En general, la resistencia a altas temperaturas de un material no es lo suficientemente alta para lograr tal estado libre de tensiones. Si se excede el límite elástico en caliente, ocurrirá una deformación plástica que conduce a una reducción de las tensiones de tracción en la zona superficial y -por razones de equilibrio- a una reducción Similar de las tensiones de compresión en el núcleo. El tamaño de la deformación plástica se indica por el área marcada con flechas entre la curva a y c. cuando se alcanza el punto de la más alta diferencia de temperaturas, la contracción en el núcleo es mayor que en la zona superficial (después de un periodo U) hasta que desaparecen. Como consecuencia de la contracción que sigue sucediendo en el n&250; cleo ya que éste está aún más caliente, la zona superficial está sometida a tensiones de compresión que permanecen en forma de tensiones residuales.

EFECTO COMBINADO DEL CAMBIO VOLUMETRICO DEBIDO A LA TRASFORMACION

ESTRUCTURAL Y DEL CAMBIO EN LA FORMA DEBIDO A TENSIONES TERMICAS

Como consecuencia de las diferentes condiciones de enfriamiento en la superficie y en el núcleo, el crecimiento volumétrico causado por la transformación estructural no ocurre simultáneamente sobre toda la sección transversal. Esto produce tensiones de transformación que actúan en dirección opuesta a las tensiones térmicas.

El efecto de las tensiones térmicas será denominante y los cuerpos cilíndricos asumirán la forma de barril descrita anteriormente, si la ausentita se transforma:

- tanto en la superficie como en el núcleo, antes del momento

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