Tema 4 Transformaciones de fases Diagrama hierro-cementita y sus reacciones invariantes. Aceros y fundiciones. Nucleación y crecimiento. Velocidad de trasformación. Tratamientos térmicos de los aceros: Transformación isotérmica y transformación continua. Templabilidad. Martensita en aceros. Efectos de los aleantes. Revenido. Templabilidad: Jominy. Efecto del medio de Temple.

Clasificación de las aceros < 5% aleantes > 5% aleantes 0,25 a 0,60 %C < 0,25% C 0,0,6 a 1,3 %C Cr*-Ni-Mo Cr-W-V-Mo Cu-Ni-V-Mo * Mínimo 12%Cr para ser inoxidable Ciencia de Materiales MT1113

Elementos aleantes del acero Ciencia de Materiales MT1113

Aceros inoxidables típicos

Ciencia de Materiales MT1113 Fundiciones Se añade Mg y Ce a la fundición gris en estado líquido. El grafito forma esferoides. Grafito en forma de racimos o rosetas dentro de la matriz ferrítica o perlítica. Se obtiene a partir de la fundición blanca por calentamiento prolongado en atmósfera inerte 2.5 - 4.0 % C y 1 -3 % Si. El grafito aparece como escamas dentro de una matriz de ferrita o perlita. Poco carbono y silicio (< 1%) enfriamiento rápido. Ciencia de Materiales MT1113

Ciencia de Materiales MT1113 Fundiciones típicas Ciencia de Materiales MT1113

Nucleación Energía libre Gv T Tf líquido sólido temperatura Energía libre Gv fuerza motriz T Tf Por debajo de la temperatura que fusión Tf existe fuerza motriz para la solidificación, ΔGv Y es proporcional al grado de sobre enfriamiento DT = Tf-T

Nucleación Debido a la creación de una nueva superficie sólido-líquido. Aumenta la energía del sistema

Nucleación Homogénea Cambio de energía libre del sistema cuando se forma una partícula de nueva fase DG(T) = volumen * energía de volumen (DGv)+ área * energía de superficie (g) Tm = Temperatura de transformación de fase Radio de partícula

Nucleación Homogénea Tm = Temperatura de transformación de fase Radio de partícula

Tarea para entregar el viernes 12/06 (a) Derivar las ecuaciones para r* y DG* (b) Dibujar el cambio de la energía libre total ΔG en función del radio de la partícula r , para diversos niveles de sobre enfriamiento. Ciencia de Materiales MT1113

Nucleación heterogénea Ahora la partícula se forma como un casquete sobre una superficie previa g SM ASL= área interfase sólido-líquido ASM = área interfase sólido-molde gSL= Energía interfase sólido-líquido gSM = Energía interfase sólido-molde gML= Energía interfase molde-líquido

Nucleación heterogénea g SM ≤ 1 Substituyeneo los términos del volumen y del área para un casquete esférico de radio r y de ángulo de mojado θ, se llega a las expresiones finales:

Ġ = Velocidad de crecimiento (determinada por la difusión) Ń = Velocidad de nucleación ( determinada por la fuerza motriz para la transformación) = Ġ x Ń Controlada por el sobreenfriamiento Controlada por la difusión