Los Aceros Tratamientos Termicos

Tratamientos térmicos de los aceros

Introducción.

En el capítulo 5 estudiamos a las aleaciones ferrosas, divididas en grandes familias que

van desde los aceros al bajo carbono hasta los hierros colados, dentro de límites específicos de

temperatura, presión y composición.

Esta unidad aporta los conocimientos básicos referentes a los tratamientos térmicos de los

aceros, los cuales son principalmente aleaciones de hierro y carbono. Después de su

procesamiento, dichos aceros poseen cierta estructura y propiedades, lo cual los hace útiles

para ciertas aplicaciones.

Sin embargo, mediante el proceso denominado “Tratamiento Térmico” estos materiales

pueden variar su estructura y con ella cambiar sus propiedades, y cubrir otras necesidades y

aplicaciones requeridas.

Para una mejor comprensión de esta unidad, es necesario en primer lugar conocer los tipos

de reacciones de tres fases, la temperatura de transformación de las fases y las fases presentes,

que ocurren durante el calentamiento o enfriamiento del sistema hierro-carbono.

También es importante recordar la unidad 4 respecto a la construcción e interpretación de

los diagramas de fases, y la relación que existe entre las fases y las propiedades del material.

Las aplicaciones del acero como material tecnológico son muy variadas. En un extremo se

tienen los aceros blandos o dúctiles con escaso contenido de carbono y en el otro extremo, se

encuentran los aceros duros o frágiles con un alto contenido de carbono.

Otros aceros deben tener una alta resistencia a la corrosión, cuando son expuestos a un

medio ambiente corrosivo. Los aceros utilizados en aplicaciones eléctricas deben tener

propiedades magnéticas especiales, de tal manera que puedan se magnetizados y

desmagnetizados varias veces por segundo, con pérdidas mínimas de potencia.

Todas estas y muchas más de las propiedades requeridas en la gran variedad de aceros

existentes, pueden ser explicadas mediante el diagrama de fases del sistema hierro-carbono.

Fases del sistema simple hierro-carbono.

Durante su calentamiento el hierro puro, cambia su estructura dos veces antes de alcanzar

su punto de fusión. Es decir, al alcanzar la temperatura de 912 °C, cambia de C.C a C.C.C.

Después al llegar a los 1394 °C, vuelve a cambiar de C.C.C a C.C. Dicha estructura

permanece estable hasta que el hierro se funde a 1538 °C aproximadamente.

Instituto Tecnológico de Mérida DGEST

RNC 231 Propiedades de los Materiales I

A continuación se definen y explican las fases, por las que atraviesa el hierro puro durante

su calentamiento.

Ferrita o hierro  .

El hiero puro a temperatura ambiente y hasta los 912 °C, tiene una estructura llamada

hierro  o ferrita. La ferrita es bastante blanda y dúctil. A temperaturas menores de 770 °C

es un material ferromagnético.

Debido a que la ferrita tiene una estructura C.C., los espacios interatómicos son muy

pequeños para acomodar átomos de carbono por el mecanismo intersticial y muy grande para

hacerlo por el sustitucional, motivo por el cuál la solubilidad del carbono en la ferrita es muy

baja.

Por tanto la ferrita es una solución sólida de carbono en hierro  , cuya solubilidad a la

temperatura ambiente es del orden de 0.008% de

carbono, por esto se considera como hierro puro, la

máxima solubilidad de carbono en el hierro alfa es de

0,02% a 723 °C. La figura 6.1. muestra la

microestructura del acero al carbono, resaltando los

cristales blancos de ferrita.

La ferrita es la fase más blanda y dúctil de los aceros,

tiene una dureza de 90 Brinell y una resistencia a la

tracción de 275 MPa, llegando hasta un alargamiento del

40%. La ferrita se observa al microscopio como granos

poligonales claros.

En los aceros de menos de 0.6 % de carbono, la ferrita puede aparecer como cristales

mezclados con los de perlita (cristales oscuros), figura 6.1, formando una red o malla que limita a

los granos de perlita.

En los aceros de 0.6 a 0.85% de carbono, la ferrita aparece en forma de agujas o bandas

circulares orientados en la dirección de los planos cristalográficos de la austerita, como es el

caso de los aceros en bruto de colada o los aceros que han sido sobrecalentados.

La ferrita también aparece como elemento eutectoide de la perlita, formando láminas

paralelas separadas por otras láminas de cementita.

En la estructura globular de los aceros para herramientas, la ferrita aparece formando la

matriz que rodea los glóbulos de cementita.

En los aceros hipoeutectoides templados, la ferrita puede aparecer

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