Constituyentes microscópicos de los aceros

Presentación del tema: "Constituyentes microscópicos de los aceros"— Transcripción de la presentación:

1 Constituyentes microscópicos de los aceros
Vergara2007 Constituyentes microscópicos de los aceros Aceros Recocidos La ferrita, cementita y perlita, son constituyentes característicos de los aceros recocidos, que se aprecian con gran claridad en el examen microscópico.

2 Vergara2007 Ferrita La Ferrita es hierro alfa, o sea hierro casi puro que puede contener en solución pequeñas cantidades de silicio, fósforo y otras impuresas. En los aceros aleados, suelen formar solución sólida con la ferrita o hierro alfa, el níquel, manganeso, cobre, silicio, aluminio, etc. Los reactivos habituales para la ferrita son: ácido nítrico (al 1, 3 y 5%), ácido pícrico.

3 Vergara2007 Cementita No es coloreada por los reactivos usados corrientemente (soluciones alcohólicas de ácidos nítrico, pícrico, etc.), apareciendo de un color blanco brillante siempre que se ataca al acero con reactivos ácidos. Sólo la colorean en picrato sódico en caliente y los ataques oxidantes al aire. Por su gran dureza queda en relieve después del pulido, pudiendo conocerse perfectamente el contorno de los granos o de las láminas por el sombreado que aparece con iluminación oblicua.

4 Vergara2007 Perlita La ferrita y cementita que componen la perlita, aparecen formando láminas paralelas y alternadas que tienen reflejos nacarados. La perlita que se colorea de obscuro con todos los reactivos ácidos, nital, picral, etc., se obscurece más rápidamente que la martensita, pero queda más clara que la troostita y la sorbita.

5 Vergara2007 La coloración de la perlita no es más que un efecto de las sombras y de los relieves de los elementos que la forman, pues ni la ferrita ni la cementita son coloreadas por los ataques que ensombrecen a la perlita.

6 Vergara2007 Aceros templados Los constituyentes típicos de los aceros templados son: austentita, martensita, troostita y sorbita.

7 Vergara2007 Austentita Aunque generalmente es un constituyente inestable, se puede obtener esta estructura a la temperatura ambiente, por enfriamiento rápido de aceros de alto contenido en carbono o de muy alta aleación.

8 Martensita Es el constituyente típico de los aceros templados.
Vergara2007 Martensita Es el constituyente típico de los aceros templados. Está formado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carbono de hierro alfa, y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros, desde altas temperaturas. Su contenido en carbono suele variar generalmente desde pequeñas trazas hasta 1% de C y algunas veces, en los aceros hipereutectoides, aún suele ser más elevado.

9 Vergara2007 Después de los carburos y de la cementita, es el constituyente más duro de los aceros. Tiene una resistencia de 170 a 250Kg/mm2 y una dureza de 50 a 68 Rockwell-C. Presenta un aspecto marcadamente acicular, formando agujas en zigzag, con ángulos de 60°.

10 Vergara2007 Troostita Es un agregado extremadamente fino de cementita y de hierro alfa. Se produce por el enfriamiento de la austentita a velocidad ligeramente inferior a la críticad de temple, o por transformación isotérmica de la austentita. Aparece en los aceros enfriados desde el estado austenítico a velocidades ligeramente inferiores a las de temple y en el corazón de grandes piezas templadas en agua, y de otras pequeñas templadas en aceite.

11 Vergara2007 Sus propiedades físicas son intermedias entre la martensita y la sorbita. Es magnética. Es un constituyente nodular, obscuro, con estructura radial, y aparece generalemte acompañado a la martensita y a la ausentita, situándose en los contornos de los cristales.

12 Vergara2007 La troostita se obscurece con más intensidad que ningún otro constituyente al ser atacada por cualquiera de las soluciones alcohólicas de ácido nítrico o pícrico. Examinada congrandes aumentos, se puede apreciar la presencia de laminillas que revelan la existencia de una estructra análoga a la de la perlita, orientadas hacia un nódulo central.

13 Sorbita Es un agregado fino de cementita y hierro alfa.
Vergara2007 Sorbita Es un agregado fino de cementita y hierro alfa. Se obtiene por enfriamiento de la ausentita a velocidad bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la ausentita. Con pocos aumentos parece mal definida en formas de manchas difusas, pero con grandes amplificaciones se ve en forma de pequeños gusanillos y a veces como granos blancos muy finos sobre un fondo obscuro.

14 Vergara2007 A veces se confunde con la perlita y aparece muy frecuentemente en la estructura de los aceros hipo e hipereutectoides normalizados o recocidos, pero se diferencia de aquella, por su aspecto más confuso. Es el constituyente de casi todos los aceros forjados y laminados, pues la velocidad de enfriamiento en estos procesos no suele ser suficientemente lenta para la formación de la perlita.

15 Vergara2007 Bainita De todos los constituyentes, éste es el último que se ha descubierto. Se le dedica más atención al estudiar los tratamientos isotérmicos por ser el constituyente característico de uno de ellos conocido con el nombre de austempering.

16 Vergara2007 Desde un principio se diferenciaron dos tipos de estructuras. La bainita superior de aspecto arborescente, formada a 500°-550°, que difiere bastante de la bainita inferior, formada a más baja temperatura 250°-400°, que tiene un aspecto acicular bastante parecido a la martensita.

17 Vergara2007 Carburos Son cuerpos muy duros que se forman al combinarse algunos elementos especiales con el carbono. De acuerdo con su constitución, se pueden considerar tres clases diferentes: 1° Los carburos simples que están formados por un elemento especial combinado con el carbono. 2° Los carburos dobles de un elemento especial y hierro, y

18 Vergara2007 3° Los carburos constituídos por mezclas isomorfas de un carburo simple con el carburo de hierro.

19 Distribución y efecto de los elementos aleados
Vergara2007 Distribución y efecto de los elementos aleados Los diferentes elementos aleados se pueden encontrar en los aceros recocidos en algunas de las siguientes formas: 1°Disueltos en la ferrita.- Ciertos elementos se disuelven en el hierro alfa o ferrita lo mismo que el azúcar en el agua. Entre estos elementos los más destacados son el níquel, silicio, aluminio, manganeso, cobre, fósforo y cromo.

20 Vergara2007 2° Combinados con el carbono.- Hay elementos que tienen tendencia a formar con el carbono carburos simples o complejos, que son cuerpos muy duros que hacen a los aceros muy resistentes al desgaste. Los elementos que forman carburos son el cromo, milibdeno, manganeso, wolframio y vanadio.

21 Vergara2007 3° Combinados con otros elementos.- Formando inclusiones no metálicas. El Si forma silicatos o silico-aluminatos de cal o de hierro, manganeso y cromo. El aluminio forma alúmina y silico-aluminatos. El titanio puede presentarse en forma de óxido de titanio y de nitruros y cianonitruros de titanio. El manganeso forma silicatos y sulfuros. 4° Dispersos.- El Cu, cuando su porcentaje es mayor de 0,75% y el Pb en algunos casos especiales.

22 Inclusiones no metálicas
Vergara2007 Inclusiones no metálicas Son elementos extraños a la matríz metálica que aparecen en los aceros, siendo muy perjudicial su presencia, ya que reducen sus características y propiedades. Pueden provenir de las escorias, refractarios o de las materias producidas en los procesos de oxidación y desoxidación. Se pueden clasificar en los siguientes grupos: Sulfuros, óxidos y silicatos.

23 El más importante es el sulfuro de manganeso. Óxidos
Vergara2007 Sulfuros El más importante es el sulfuro de manganeso. Óxidos El óxido que con más frecuencia se presenta en los aceros es la alúmina. Silicatos Son inclusiones muy peligrosas porque son las que más reducen las características de los aceros.

24 Vergara2007 Ataque de las probetas Para estudiar con el microscopio la estructura de los aceros, hay que destacar su microestructura. Los reactivos de ataque más empleados para descubrir la estructura microscópica de los aceros, son las soluciones alcohólicas de los ácidos nítrico y pícrico, denominados nital y picral respectivamente.

25 4 partes de ácido pícrico y 96 partes de alcohol. Nital 1:
Vergara2007 Picral 4: 4 partes de ácido pícrico y 96 partes de alcohol. Nital 1: 1 parte de ácido nítrico y 99 partes de alcohol. Nital 2: 2 partes de ácido nítrico y 98 partes de alcohol. Nital 3: 3 partes de ácido nítrico y 97 partes de alcohol. Nital 4: 4 partes de ácido nítrico y 96 partes de alcohol. Nital 5: 5 partes de ácido nítrico y 95 partes de alcohol.

26 Vergara2007 Picral 4 1° Muestra los máximos detalles en la perlita, martensita, bainita, martensita revenida y cementita globular. 2° Destaca la presencia de carburos sin disolver en la martensita. 3° Es muy indicado para diferenciar la ferrita, martensita y las masas de carburo. 4° Conviene utilizarlo para diferenciar la bainita de la perlita fina.

27 Vergara2007 Nital 1,2,3,4 y 5 1° Se utilizan para observar los cristales de ferrita en las retículas de los aceros bajos en carbono. 2° producen el máximo contraste entre la perlita y los constituyentes proeutectoides cementita y ferrita. 3° Deben emplearse para los aceros al cromo, para cojinetes de bolas y aceros de baja aleación que resisten la acción picral. 4° Para destacar los cristales de ferrita en las estructuras martensíticas en las que aparece algo de ferrita.