Esferoidita, Martemplado, Normalizado, Templabilidad Y Ensayo De Jominy, Y Hierro Fundido Blanco Y Gris

ESFEROIDITA.-

La esferoidita es un microconstituyente que aparece en algunos aceros. Está formado por una matriz ferrítica con partículas gruesas de cementita. En esta estructura las dislocaciones encuentran muchas menos intercaras cementita - ferrita que en la perlita y otros microconstituyentes y esto hace que las dislocaciones se propaguen con facilidad, formando aleaciones muy dúctiles y tenaces.

Si un acero con microestructura perlítica se calienta a una temperatura inferior a la del eutectoide durante un tiempo largo (por ejemplo, T=700℃,t=18-24 h) se forma la nueva microestructura denominada esferoidita, que es cementita globular o esferoidal. Las partículas de 〖Fe〗_3 C aparecen como pequeñas esferas incrustadas dentro de la matriz ferrítica-α. Esta transformación tiene lugar mediante la difusión del carbono pero sin cambiar las proporciones relativas de la fase ferrita y cementita.

Figura 1.

Fotomicrografía de un acero con microestructura de esferoidita. Las partículas pequeñas son cementita en una matriz continua de ferrita-α.

MARTEMPLADO.-

Es una modificación del proceso de enfriamiento usado para disminuir la distorsión y fisuración de los aceros que se pueden desarrollar durante un enfriamiento no uniforme del material tratado en caliente. El proceso de marrevenido o martemplado consta de:

Austenización del acero.

Templado en aceite caliente o sal fundida, hasta una temperatura justo ligeramente por encima o por debajo de la temperatura crítica.

Mantenimiento del acero en el medio de templado hasta que la temperatura sea uniforme parando este tratamiento isotérmico antes de que empiece la transformación de austenita a baitita.

Enfriando a una velocidad moderada hasta la temperatura ambiente para impedir grandes diferencias de temperatura y conseguir la transformación martensítica completa.

El acero es templado de nuevo por el tratamiento térmico convencional.

Tras este proceso, puede someterse el material a un proceso de revenido convencional. La estructura del acero martemplado será la martensita, y la del acero martemplado sometido a un proceso de revenido será de martensita revenida. Con este proceso, se obtiene durezas similares a las conseguidas tras un proceso convencional pero con un mayor nivel de tenacidad, cerca del doble.

Figura 2. Esquema del proceso de martemplado de un acero.

El objetivo de este tratamiento es alcanzar altas cotas de endurecimiento debido a un drástico cambio en su estructura perlítica hasta alcanzar la martensita.

El ámbito de aplicación se tiene en las aleaciones eutectoides.

El proceso de transformación martensítica es de una sola etapa, si bien, la velocidad de enfriamiento es el parámetro importante.

NORMALIZADO.-

El tratamiento térmico de normalización del acero se lleva a cabo al calentar aproximadamente a

20℃ por encima de la línea de temperatura crítica superior seguida de un enfriamiento al aire hasta la temperatura ambiente. El propósito de la normalización es producir un acero más duro y más fuerte que con el recocido total, de manera que para algunas aplicaciones éste sea el tratamiento térmico final. Sin embargo, la normalización puede utilizarse para mejorar la maquinabilidad, modificar y refinar las estructuras dendríticas de piezas de fundición, refinar el grano y homogeneizar la microestructura para mejorar la respuesta en las operaciones de endurecimiento.

El hecho de enfriar más rápidamente el acero hace que la transformación de la austenita y la microestructura resultante se vean alteradas, ya que como el enfriamiento no se produce en condiciones de equilibrio, el diagrama hierro-carburo de hierro no es aplicable para predecir las proporciones de ferrita y perlita proeutectoide que existirán a temperatura ambiente. Ahora, se tendrá menos tiempo para la formación de la ferrita proeutectoide, en consecuencia, habrá menos cantidad de esta en comparación con los aceros recocidos. Aparte de influir en la cantidad de constituyente proeutectoide que se formará, la mayor rapidez de enfriamiento en la normalización también afectará a la temperatura de transformación de austenita y en la fineza de la perlita. El hecho de que la perlita (que es una mezcla eutectoide de ferrita y cementita) se haga más fina implica que las placas de cementita están más próximas entre sí, lo que tiende a endurecer la ferrita, de modo que esta no cederá tan fácilmente, aumentando así la dureza. El enfriamiento fuera del equilibrio también cambia el punto eutectoide hacia una proporción de carbono más baja en los aceros hipoeutectoides y más alta en los aceros hipereutectoides. El efecto neto de la normalización es que produce una estructura de perlita más fina y más abundante que la obtenida por el recocido, resultando un acero más duro y más fuerte.

El tratamiento habitual es de normalizado, para recuperar las propiedades de la soldadura. Con el tratamiento térmico se asegura la continuidad de las propiedades del material base - zona de transición - soldadura, obteniendo tamaños de grano similares y estructuras ferrito-perlíticas muy parecidas.

Con el tratamiento térmico se alivian además todas las tensiones generadas en el material al curvarlo.

El tratamiento térmico logra recuperar en la soldadura estructuras y características mecánicas sin afectar en gran medida las propiedades del material base.

La siguiente imagen es un horno de campana en donde se puede realizar el tratamiento de normalizado.

Figura 3. Horno de campana. Tratamiento normalizado.

El normalizado es algo similar al recocido, pero se efectúa con diferentes propósitos. A menudo, los aceros al carbono medio se normalizan para darles mejores cualidades para el maquinado. El acero al carbono medio (0.3 a 0.6%) puede ser "gomoso" cuando se maquina después de un recocido total, pero puede ser suficientemente blando para el maquinado por medio del normalizado. La microestructura más fina, aunque más dura también producida por el normalizado le da a la pieza un mejor acabado superficial. La pieza se calienta a 100℉ (56℃) por encima de la línea crítica superior y se enfría en aire tranquilo. Cuando el contenido de carbono está por encima o por debajo del 0.8%, se requieren temperaturas más altas.

Figura 4. Cuando el carbono está por debajo del 0.8%, se requieren temperaturas más altas.

Las piezas forjadas y las piezas coladas que tienen estructuras granulares grandes e irregulares se corrigen utilizando un tratamiento térmico de normalizado. Los esfuerzos se eliminan, pero el metal no es tan blando como lo sería con el recocido

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