Practica De Aceros

PRACTICA DE ACEROS

CÁTEDRA DE METALOTECNIA

E.T.S.I.M.O.

PRACTICA DE ACEROS

I. INTRODUCCIÓN

II. ESTRUCTURAS DE ACEROS

III. CURVAS TTT

IV. ACEROS MOLDEADOS

V. ACEROS FORJADOS

VI. BIBLIOGRAFÍA

VII. CUESTIONARIO

Basado en las Prácticas de Metalografía elaboradas por el Catedrático Profesor J. A. PERO – SANZ (Cátedras de Metalotecnia de la ETSIMM y ETSIMO).

Revisión de J. O. García y J. I. Verdeja. Abril 2008.

PRACTICA DE ACEROS

I.- INTRODUCCIÓN.

La presente práctica tiene por finalidad familiarizar al alumno con las estructuras características de los aceros. Estructuras que varían, como habíamos expuesto en las clases teóricas, en función no solamente de la composición química sino también de las transformaciones de fase, de los tratamientos térmicos; es decir, de las transformaciones de estructuras, producidas por calentamientos y enfriamientos controlados.

A lo largo de las muestras que se exponen podrán verse distintos tipos de aceros: unos hipoeutectoides, otros eutectoides, otros hipereutectoides; y se presentan también estructuras características como las de Widmanstätten, cementitas proeutectoides, cementitas globulares, así como otras estructuras del diagrama Fe-C correspondientes a enfriamientos de no equilibrio, de inequilibrio, como son las estructuras de tipo bainítico, martensítico, etc.

II.- ESTRUCTURAS DE ACEROS.

La primera muestra es la probeta P-1. Tiene de composición química 0,05 %C; 0,05 %Si; 0,028 %P; 0,016 %S y 0,21 %Mn. Obsérvese el diagrama Fe - C; al situar el acero de esta composición se advierte que, la estructura actual se corresponde a un acero que solidificó en fase δ, se transformó durante el enfriamiento en estructura γ, granos de austenita y, posteriormente, siguiendo el enfriamiento hasta la temperatura ambiente, la estructura actual es una estructura de ferrita; es decir, que se afinó el grano de moldeo. La estructura se obtuvo por solidificación, se afinó dos veces en el paso de la variedad δ a la variedad γ y de la variedad γ a la variedad α. Obsérvese a 100 ×. Se ven granos de ferrita con algo de perlita en las juntas triples; en algunos granos, en la zona de unión entre ambos se observan, a modo de bastoncillos, unos precipitados del constituyente cementita terciaria o vermicular, vid. Fig. VIII.7 del libro de texto. Recordemos que la ferrita es la solución sólida de inserción octaédrica de carbono en el hierro cúbico centrado en el cuerpo o hierro alfa.

La probeta N-24 es un acero eutectoide de 0,77 %C; enfriado desde el estado austenitico con una velocidad tal que los constituyentes que aparecen son los que corresponden al diagrama Fe-C. Por tratarse de un acero eutectoide, la austenita inicia su transformación precisamente a la temperatura de 727 ºC; y esa transformación, regida por la formación de gérmenes de cementita, da origen a un agregado complejo que crece por nucleación cooperativa de la ferrita y de la cementita, dando láminas alternas de ferrita y de cementita, que es lo que constituye exactamente ese tipo de agregado complejo que recibe el nombre de perlita. La separación entre láminas varía según sea la temperatura a la que se haya realizado la transformación isotérmica de esa austenita. Por ejemplo, cuando la austenita es transformada a temperaturas próximas a 720 ºC la separación entre laminas viene a ser del orden de 0,4•10-3 mm (0,4 μm), lo que se denomina perlita gruesa. La dureza suele ser 200 unidades Brinell y la carga de rotura unos 800 MPa con un 20 % de alargamiento. Cuando las transformaciones son, por ejemplo, a temperaturas próximas a los 580 ºC, la separación entre láminas viene a ser 0,1•10-3 mm (0,1 μm); es la perlita muy fina, que presenta una dureza de unas 400 unidades Brinell y unos 1300 – 1400 MPa de carga de rotura, con alargamientos entre 5 y 10 %. A 100 × no llegan a apreciarse las colonias de perlita. Utilizando más aumentos, por ejemplo a 500 ×, sí que puede verse la naturaleza discontinua, de agregado complejo, de éste constituyente perlita, vid. Fig. VIII.25 del libro de texto.

La probeta 3-E corresponde a un acero hipoeutectoide de 0,45 %C; 0,65 %Mn; 0,30 %Si; 0,011 %P y 0,020 %S. Este acero ha sido enfriado lentamente siguiendo el diagrama Fe-C. Como es de esperar, por las consideraciones teóricas que hemos visto en clase, la estructura de éste acero será de ferrita y de perlita; siendo el constituyente matriz la ferrita y el constituyente disperso la perlita. Las proporciones entre ferrita y perlita, presumiblemente son las que se deducen del diagrama de equilibrio al aplicar la regla de los segmentos inversos. Observemos esto a 100 ×: la ferrita aparece de modo granular como constituyente blanco y la perlita presenta la tonalidad oscura característica de este constituyente cuando no se resuelve a grandes aumentos. Si elevamos el número de aumentos, por ejemplo a 500 ×, entonces ya se puede apreciar la morfología compleja de láminas de ferrita y cementita que presenta la perlita, vid. micrografías adjuntas. Queremos llamar la atención sobre la presencia de algunos dendritos perpendiculares a la periferia de la probeta que denotan durante la solidificación la presencia histórica de estructura columnar (mas bien en la probeta E-3).

Probeta E-3.- Periferia. 100 ×

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