TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITA FUERA DE EQUILIBRIO

TRANSFORMACIONES DE LA AUSTENITA FUERA DE EQUILIBRIO

 (PERLITA, BAINITA Y MARTENSITA). 

LUIS NICANOR CORREA VEGA

Cod: 141514419

LUIS FERNANDO SOLANO LAMADRID

Cod: 141220089

Profesor: Jairo Rodríguez Gómez

Ingeniero Metalúrgico.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA MECÁNICA

BARRANQUILLA-ATLANTICO

2016

1. El fenómeno que gobierna la transformación eutectoide es la difusión que en si es un cambio de composición, debido a esto la velocidad con la que se extraiga calor del sistema durante la misma, tendrá mucha importancia en las características finales del constituyente. Pero para que el análisis tenga validez las velocidades deben ser lentas ya que si no lo son se obtendrían otros constituyentes.

2.  El mecanismo de nucleación consiste básicamente en la formación de una matriz en la que se forma un núcleo con un pequeño grupo de átomos en condiciones estables, generando así una interface. Cuando está en condiciones casi equilibradas, esta se crea en bordes de grano. Desde el campo austenitico la composición nominal dada es la promedio en una extensión mucho mayor que el tamaño de un núcleo en la nueva fase. En la ausentita de 0.8% de C existe una dispersión en la composición de los volúmenes que pueden dar lugar a los nuevos núcleos.

En el mecanismo de crecimiento la colonia solo se puede verificar en una misma dirección tal que cada fase crezca conjuntamente, así genera frente a la interface en avance, la necesaria distribución de soluto, esta redistribución se produce por difusión. Ya que los bordes de grano son de alta energía, las colonias crecerán con láminas gruesas con el fin de minimizar la energía. La extracción de calor del sistema debe ser lenta para que el carbono se pueda transportar a grandes distancias.  

3. La transformación bainitica se produce cuando el enfriamiento de una aleación hipoeutectoide (aleación Fe-C) es relativamente rápido o si este procede rápidamente hasta unos 250-350°C y luego se mantiene durante un periodo de tiempo adecuado.

La transformación bainitica se produce a partir del estado alotrópico austenitico.

4. La bainita se diferencia de la perlita por el mecanismo actuante durante la transformación, por la distribución de las fases, su composición y por lo mas importante sus propiedades que son la elevada dureza y tenacidad, pero mala resistencia a la fatiga.

5. Explique el mecanismo de crecimiento de la bainita y que diferencia podemos encontrar entre la bainita superior e inferior.

Cuando se efectúa un enfriamiento rápido desde el campo austenitico, la difusión no actúa en razón del corto tiempo disponible, o lo hace en forma muy restringida. Entonces se mantiene austenita sin transformar a temperaturas 200 a 300°C por debajo de la de equilibrio del diagrama Fe-C. esta austenita subenfirada es inestable, y en esta situación, la ferrita, que es la fase estable a esa temperatura, esta en optimas condiciones para nuclear en bordes de grano de la austenita y crecer.

La diferencia que se puede encontrar entre la bainita superior e inferior es que la dureza en la bainita superior es del orden de 45 HRc. y se encuentra a temperaturas elevadas y la bainita inferior se encuentra a temperaturas más bajas y tiene una dureza mayor de hasta unos 55 HRc.

1. La transformación martensitica se denomina una transformación atérmica ya que se produce sin difusión alguna, esto sucede cuando el enfriamiento es rápido.

1. La transformación martensitica se denomina de primer orden porque produce una deformación en la red que da lugar a un cambio macroscópico de forma, el cambio de estructura se realiza mediante un movimiento coordinado de átomos, sin difusión y la energía de deformación domina la cinetica y la morfología de la transformación  también esta tiene cambios de entalpia entropía entre la fase matriz y la martensita asociada a la transformación.

1. La razón por la cual la martensita es dura y frágil es porque su obtención es por el enfriamiento muy rápido de los aceros. Se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal en lugar de cristalizar en la red cubica centrada, que es la del hierro alfa, debido a la deformación que produce en su red cristalina la inserción de los átomos del carbono su dureza se atribuye precisamente a la tensión que produce en sus cristales esta deformación de la misma manera que los metales deformados en frio deben a los granos deformados y en tensión el aumento de dureza que experimentan. La proporción de carbono de la martensita no es constante sino que varía hasta un máximo de 0.89%, aumentando su dureza, resistencia mecánica y fragilidad con el contenido de carbono.
2. La reversibilidad es un movimiento atómico que se genera por cizallamiento, existen relaciones cristalográficas definidas entre la austenita original y la martensita. Este movimiento es una fracción pequeña de la distancia interatómica y los parámetros de ambas redes no son iguales, todos los átomos del hierro están involucrados al mismo tiempo, y puede realizarse de modo inverso, es decir, pasar de martensita a austenita.

1. La transformación implica pasar de la red compacta (FCC) de la austenita, a una menos densa (BCT) que corresponde a la martensita. Por lo que la tetragonalizacion de la red, que debía ser BCC en el hierro alfa debido al contenido excesivo de carbono. En equilibrio esta red es capaz de disolver 0.025%C, mientras se produce la transformación de martensita sin difusión, se conserva sin alterarse el contenido original. La nueva red será distorsionada, y se desforma con el menor incrmento de energía posible.

En la ilustración 1., se presenta un gráfico de datos experimentales, donde muestra las variaciones de los parámetros de red de martensita en función del contenido de carbono.

Ilustración 1. Variación de los parámetros reticulares de la martensita con el contenido de carbono.

...