Tratamiento térmico De Aceros Y Hierros Colados

Tratamiento térmico de aceros y hierros colados

13.1-Designación y clasificación de aceros

Designaciones

AISI (American Iron Steel Institute) y SAE (Society of Automotive Engineers) han organizado sistemas de designación que utilizan un número de cuatro o cinco dígitos. Los primeros dos dígitos se refieren a los principales elementos de aleación presentes, y los últimos dos o tres dígitos corresponden al porcentaje de carbono. El AISI 1040 es un acero al bajo carbono con 0.40% C. El SAE 10120 es un acero al alto carbono con 1.20% C. El AISI 4340 es una aleación de acero con 0.40% C. Nótese que al ASTM (American Society for Testing of Materials) utiliza un procedimiento distinto para clasificar los aceros. La ASTM tiene una lista de especificaciones que describen los aceros apropiados para distintas aplicaciones.

Clasificaciones

Los aceros pueden clasificarse con base en su composición o según la forma en que han sido procesados. Los aceros al carbono contienen hasta ~2% C. Estos aceros también pueden contener otros elementos como, por ejemplo, Silicio (máximo 0.6), cobre (hasta 0.6%) y manganeso (hasta 1.65%). Los aceros "descarburados" o libres de carbono contienen menos de 0.005% C.

Los aceros ultra bajos en carbono contienen un máximo 0.03% También contienen niveles muy reducidos de otros elementos, como Si y en Mn. Los aceros de bajo carbono contienen de 0.04 a 0.15% de carbono. Estos aceros bajo carbono se utilizan para fabricar carrocerías automotrices y cientos de otras aplicaciones. Los aceros dulces contiene de 0.15 a 0.3% carbono. Este acero se utiliza en edificios, puentes, tuberías, etc. Los aceros medio carbono contienen de 0.3 a 0.6 %. Éstos se utilizan en la construcción de maquinaria, tractores, equipo para minas, etc. Los aceros al alto carbono contienen 0.6% de carbono; se utilizan en la fabricación de muelles, ruedas para carros de ferrocarril y similares. Nótese que los hierros fundidos son aleaciones Fe-C que contienen de 2 a 4% de carbono.

Los aceros aleados son composiciones que contienen más niveles importantes de elementos de aleación.

AISI define los aceros aleados como aquellos que exceden los porcentajes que se indican en uno o más de estos: menor igual a 1.65% Mn, 0.6% Si, 0.6% Cu. El contenido total de carbono llega hasta un 1.0% y todo el contenido de elementos de aleación es inferior al 5%. Un material se considera también un acero aleado si es específica una concentración definida de elementos de aleación, como Ni, Cr, Mo, Ti, etc. Estos aceros se utilizan en la fabricación de herramientas (martillos, cinceles, etc.) y también en la manufactura de componentes como ejes, flechas y engranes.

Ciertos aceros especializados podrían estar formados incluyendo niveles más altos de azufre (> 0.1%) o de plomo (aproximadamente 0.15 - 0.35%), a fin de mejorar la maquinabilidad; sin embargo éstos últimos no son fácilmente soldables. Recientemente, los investigadores han desarrollado "acero verde", en el cual el plomo, un elemento tóxico para el ambiente ha sido reemplazo con estaño (Sn) y/o antimonio (Sb). Los aceros también se pueden clasificar según su procesamiento. Por ejemplo, el término "aceros concast" se refiere a los aceros fundidos de manera continua. Los aceros galvanizados tienen un recubrimiento de zinc para resistir la corrosión. De manera similar, el acero estañado se utiliza para la fabricación de latas y otros productos resistentes a la corrosión. El estañado se hace depositando estaño mediante un proceso de galvanoplastia, conocido "electrodeposición de recuadro continuo". Los "aceros- E" son aceros fundidos en un horno eléctrico, en tanto que los "aceros - B" tienen una concentración pequeña (0.0005 a 0.003%), pero significativa, de boro. Recientemente, se ha desarrollado un acero inoxidable recubierto "resistente a los gérmenes". No es necesario aprenderse de memoria todas estas clasificaciones. Es importante comprender cuál es la composición del acero y su microestructura después del procesamiento.

13.2-tratamientos térmicos simples

Por lo general se usan cuatro tratamientos simples para aceros: recocido de proceso, recocido, normalización y esferoidizacion. Estos tratamientos térmicos se emplean para lograr uno de tres propósitos:

Eliminar los efectos del trabajo en frio

Controlar el endurecimiento por dispersión

Mejorar la maquinabilidad

-Recocido de proceso; eliminación del trabajo en frio: el tratamiento térmico de recristalización empleado para eliminar el efecto del trabajo en frio, en aceros con menos de alrededor de 0.25% de C, recibe el nombre de recocido de proceso. Este tratamiento de recocido de proceso para aceros es similar el recocido de vidrios inorgánicos, en el que la idea principal es reducir de manera importante o eliminar los esfuerzos residuales.

-recocido y normalización; endurecimiento por dispersión: los aceros pueden ser endurecidos por dispersión al controlarla finura de su perlita. El acero inicialmente se calienta para producir austenita homogénea (fase y ccca), pasó llamado austenitización. El recocido, o recocido completo, permite que el acero se enfrié lentamente en un horno, produciendo perlita gruesa. La normalización permite que el acero se enfrié con más rapidez, el aire, produciendo perlita fina.

-esferoidizacion; mejora de la maquinabilidad: los aceros que contienen una gran concentración de fe3c tienen malas características de maquinabilidad.es posible transformar la morfología del fe3c mediante la esferoidizacion. Durante este tratamiento, que se requiere varias horas a unos 30°c por debajo de A1, cambia la morfología de la fase fe3c a partículas esféricas grandes para reducir el área de límite. La microestructura, conocida como esferoidita, tiene una matriz continua de ferrita suave, que se puede maquilar.

13.3-tratamientos térmicos isotérmicos

Cuando disminuye la temperatura de transformación isotérmica, la perlita se hace cada vez más fina antes de que la vainita empiece a formarse. A temperaturas muy bajas se obtiene martensita.

-revenido en la fase austenitica y recocido isotérmico: el tratamiento térmico de transformación isotérmica empleado para producir vainita, llamado revenido en la fase austenitica ,simplemente involucra austenitizar el cero , templado a alguna temperatura por debajo de la nariz de la curva ttt, y manteniendo a esa temperatura hasta que toda la austenita se transforme en vainita.

-efecto de los cambios en la concentración de carbono en el diagrama TTT: el cambio más notable es la presencia de una “ala” que empieza en la nariz de la curva y se hace asintótica a la temperatura A3 o Acm. Esta ala representa el tiempo

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