Transformaciones de fases Objetivos

Presentación del tema: "Transformaciones de fases Objetivos"— Transcripción de la presentación:

1 Transformaciones de fases Objetivos
Tema VI Transformaciones de fases Objetivos Relacionar la estructura y propiedades de los metales con el enfriamiento aplicado en condiciones dentro y fuera del equilibrio

2 Tema VI Transformaciones de fases Conferencia 9 Sumario
Transformaciones de los aceros durante el calentamiento y el enfriamiento en condiciones de equilibrio. Diagramas de transformación isotérmica y continua. Propiedades mecánicas del acero en función de su microestructura. Transformaciones durante el revenido. Transformaciones de fase en metales no ferrosos Bibliografía Básica : Metalografía, Tomo I, A. P. Guliaev, pp W. Callister , pp 294 – 327

3 Conceptos Básicos de Termodinámica
La fase con menor energía es la más estable ΔG fuerza motriz de la transformación Difusión el mecanismo de transporte Solidus Liquidus

4 El proceso de transformación en estado sólido es similar al proceso de cristalización ya estudiado
Por lo tanto para que ocurra cualquier transformación deben cumplirse dos condiciones: Termodinámica del proceso (disminución de G) Movimiento de los átomos (generalmente difusión)

5 Transformaciones dentro del equilibrio

6 Transformaciones principales del acero. Condiciones energéticas

7 Transformación de Perlita en Austenita
La Austenita formada será heterogénea en el volumen de un grano Para obtener una austenita de composición homogénea hay que mantener la T dentro de la región para que terminen los procesos de difusión. Las dimensiones de los granos de perlita dependen del tamaño de los granos de austenita de los cuales se forman

8 Descomposición de la austenita en perlita

9 El proceso de transformación puede representarse en forma de curva cinética (proceso con difusión)

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12 b) 1-acero al carbono 2- acero aleado con elementos que forman carburos
a) 1-acero al carbono 2-acero aleado con elementos que no forman carburos

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15 PG PF B Diagrama TTT

16 Transformación Intermedia
Perlita La separación y grosor delas láminas de cementita tiene una magnitud de varios micrones 10 mm Bainita La separación y grosor de las láminas de cementita está en el orden del micrón Transformación Intermedia

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18 Diagrama TTT (acero aleado 4340)
= f (t) = f (t) Diagrama TTT (acero aleado 4340)

19 En la práctica el enfriamiento es contínuo y no isotérmico
Diagrama TTT

20 Diagramas de enfriamiento contínuo
CCT

21 Diagramas de enfriamiento contínuo
CCT(acero al carbono)

22 Diagrama CCT (acero aleado 4340)

23 Perlita esferoidal obtenida de la martensita a 700°C entre 18-24 hrs
Perlita gruesa y fina obtenida a partir de la austenita

24 Propiedades del acero en función de la microestructura

25 Propiedades del acero en función de la microestructura

26 Transformaciones principales del acero. Condiciones energéticas

27 Transformación martensítica
En la transformación martensítica se produce una reestructuración de los átomos de Feγ a Feα sin precipitación de carbono de la solución lo que conduce a una deformación de la red cúbica hasta la tetragonal. La nucleación y crecimiento de los granos de martensita ocurre instantáneamente, es decir la transformación es independiente del tiempo

28 Curva cinética de transformación martensítica

29 Desarrollo de la transformación martensítica

30 Esquema de la transformación de la red

31 Red de la martensita Las cruces representan los espacios intersticiales donde queda atrapado el carbono.

32 Inicio Final Influencia del contenido de carbono de la solución sólida en el intervalo martensítico

33 Como consecuencia del grado de tetragonalidad alcanzado y las tensiones resultantes la estructura martensítica es extremadamente dura y frágil, al extremo de fracturarse ESPONTÁNEAMENTE Se requiere SIEMPRE de un alivio de tensiones El volumen específico de la martensita es mayor que el de la austenita de la cual procede

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35 Transformaciones principales del acero. Condiciones energéticas

36 Transformación Martensita-Perlita (Revenido)
Se requiere de una energía de activación para garantizar la difusión y el movimiento de los átomos a posiciones estables. La transformación transcurre en 4 etapas según la temperatura alcanzada.

37 Transformación Martensita-Perlita (Revenido)
Los carburos Fe3C coalescen y crece el grano. 400 oC Los carburos ( e ) ganan en carbono hasta Fe3C y rompen la coherencia con la matriz ( a + Fe3C). Se eliminan todas las tensiones. 300 oC La g residual se transforma en martensita revenida 200 oC La martensita se transforma en martensita revenida (casi cúbica) = solución α sobresaturada( de concentración no homogénea) + carburos ( e ) , coherentes con la matriz. Permanece la g residual. Disminuyen las tensiones.

38 Microscopía electrónica de la martensita revenida a 594°C (9300X)
Partículas de cementita embebidas en matriz ferrítica

39 Influencia de la TREV en la resistencia y ductilidad del acero

40 Influencia del tratamiento en la dureza del acero

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42 Transformaciones en Metales No ferrosos

43 Precipitación de partículas de segunda fase (Envejecimiento)
Diagrama Al-Cu: comportamiento del precipitado (4,4 % Cu)

44 Obtención del precipitado
coherente incoherente Desarrollo de la partícula de la fase  en la aleación Al-Cu: desarrollo de zonas GP Fase intermedia ‘‘ Fase finall CuAl2

45 Obtención del precipitado
Evolución del endurecimiento en el tiempo

46 Preparación para el seminario
Estudio individual Preparación para el seminario