TRATAMIENTOS TRMICOS DE LOS ACEROS MUELLE DESCARGADERO DE

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS MUELLE DESCARGADERO DE MINERAL DE RIOTINTO COMPANY LIMITED. 1876. HUELVA

DEFINICIÓN: ALEACIÓN HIERRO-CARBONO • SUSTANCIAS OBTENIDAS POR FUSIÓN DEL Fe , C e IMPUREZAS • C DISUELTO ( Feα, Feγ) • C COMBINADO (Feз C cementita) • C LIBRE (LAMINAS, NODOS) DEFINICIÒN: ACERO: ALEACIÓN Fe-C <2% • HIPOEUTECTOIDE C<0 -8% • EUTECTOIDE C=0. 8% • HIPEREUTECTOIDE C>0. 8% DEFINICIÓN FUNDICIÓN: Fe 2%<C<6. 67% • HIPEREUTECTICA C>4. 3% • HIPOEUTECTICA C<4. 3% • EUTECTICA C=4. 3%

DIAGRAMA Fe-C CONSTITUYENTES: • AUSTENITA • FERRITA δ • FERRITA α • AUSTENITA • CEMENTITA • LEDEBURITA • PERLITA LEDEBURITA PERLITA

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS • FERRITA (α y β) SOLUCIÓN SÓLIDA DE INSERCIÓN DE C EN Fe α. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0. 02%. Fe PURO. BLANDA. BCC • FERRITA δ SOLUCIÓN SÓLIDA INTERSTICIAL DE C EN Fe δ. BCC. SOLUBILIDAD MÁXIMA 0. 09%. • CEMENTITA: Feз. C , 6, 6, 7% C. DURO Y FRÁGIL. SISTEMA ORTORÓMBICO LEDEBURITA PERLITA

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE LOS ACEROS • PERLITA: MEZCLA EUTECTOIDE FERRITA Y CEMENTITA. 0. 8%C. LÁMINAS ALTERNADAS • AUSTENITA: SOLUCIÓN SÓLIDA INSERCIÓN DE C EN Feγ. SE DESDOBLA POR REACCIÓN EUTECTOIDE. SOLUBILIDAD MÁXIMA 2, 11% • LEDEBURITA: MEZCLA EUTECTICA DE CEMENTITA Y AUSTENITA 4, 3%C LEDEBURITA PERLITA

TRANSFORMACIONES EN EL DIAGRAMA: EUTÉCTICA (A) 1148ºC 4, 3% C AUSTENITA 2. 11%C CEMENTITA 6, 67% C EUTECTOIDE (B) 727ºC 0, 77%C FERRITA 0, 0218% C CEMENTITA 6, 67%C PERITÉCTICA(C) δ+L γ

SOLIDIFICACIÓN DE LOS ACEROS ENTRE 0%<C<0, 09% FASE γ (ALEACIÓN 1) ENTRE 0. 09%<C<0. 53% ALEACIÓN PERITÉCTICA C>0. 53% FASE γ

ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACEROS HIPOEUTECTÓIDES 0. 0218%<C<0. 77% • T DESIGNADA POR A 3 • FERRITA CONSTITUYENTE MATRIZ(90 HB) • PERLITA CONSTITUYENTE DISPERSO(200/400 HB)

ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACEROS HIPOEUTECTÓIDE C<0. 0218% • NO TIENEN TRANSFORMACIÓN EUTECTÓIDE • DEBAJO DE A 3 ES 100% FERRITA • PRECIPITA CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO • CEMENTITA TERCIARIA

ENFRIAMIENTO DE LA AUSTENITA ACERO HIPEREUTECTOIDE C>0. 77% • TRANSFORMACIÓN A PARTIR DE Acm • CEMENTITA EN LAS JUNTAS DE GRANO • EN A 1 LA AUSTENITA RESIDUAL PASA • A PERLITA • CONSTITUYENTE MATRIZ: CEMENTITA(DURA FRÁGIL) • CONSTITUYENTE DISPERSO: PERLITA • ACEROS RESISTENTES AL DESGASTE Y DUROS Y

ACERO HIPEREUTECTÓIDE

ACERO EUTECTOIDE

EJEMPLO

TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LOS ACEROS

TRANSFORMACIONES POR ENFRIAMINTO LENTO DE LAS FUNDICIONES BLANCAS Feз. C

OBJETIVO: • Obtener constituyentes metaestables sometiendo a la austenita a enfriamientos más rápido que el recogido en el diagrama Fe-C CONSTITUYENTES ESTABLES: (V=50ºC/s) • Ferrita, Perlita, Cementita. CONSTITUYENTES METAESTABLES: ( V>50ºC/s o T. I. ) • Martensita, Bainita, Troostita, Sorbita FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS

CONSTITUYENTES METAESTABLES MARTENSITA: • V. ENFRIAMIENTO>600ºC/s • SOLUCIÓN SOLIDA DE Feα EN C • CONSTITUYENTE BÁSICO ACEROS TEMPLADOS BAINITA: • V. ENFRIAMIENTO ENTRE 275ºC/s Y 500ºC/s • MEZCLA DIFUSA DE CEMENTITA Y FERRITA OTROS: TROOSTITA Y SORBITA

CURVAS TTT( TRANSFORMACIÓN-TIEMPO-TEMPERATURA • SIRVEN PARA ESTUDIAR LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA • RELACIONAN LA TRANSFORMACIÓN FRENTE A t Y T. • TIPOS DE TRANSFORMACIÓN: ISOTERMAS Y ENFRIAMIENTO CONTÍNUO

1. t TRANSFORMACIÓN EN FUNCIÓN DE T EN TRANSFORMACIÓN ISOTERMA. 2. TAMAÑO DE GRANO EN FUNCIÓN DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (1)(2)(3)(4) 3. T< 500ºC= BAINITA BAJA DIFUSIÓN ALTA DIFERENCIA ENERGÉTICA 4. MARTENSITA (6) MUY DURA TETRAGONAL C. C. 5. VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE (7) 6. MEZCLA PERLITA Y MARTENSITA(5) 7. OBTENCIÓN DE BAINITA (8) 7=VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE

TRANSFORMACIÓN MARTÉNSICA • MARTENSITA (SOLUCIÓN SOBRESATURADA DE C EN Fe α) OBTENIDA POR ENFRIAMIENTO RÁPIDO DE AUSTENITA • NO SE PRODUCE DIFUSIÓN, SINO CAMBIO DE ESTRUCTURA DEBIDO A QUE SE PRODUCE A T BAJA (tetragonal centrada en el cuerpo) • EL PROGRESO DE LA TRANSFORMACIÓN DEPENDE DE T NO DE TIEMPO (TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA) Ms-Mf • COMIENZA A TEMP. Ms Y TERMINA A TEMP. Mf. • AUMENTO DE VOLUMEN DE AUSTENITA –MARTENSITA • LA CANTIDAD DE MARTENSITA FORMADA AUMENTA SI DISMINUYE T • Ms DISMINUYE AL AUMENTAR [C] O ELEMENTOS ALEADOS.

MARTENSITA TETRAGONAL CENTRADA EN EL CUERPO

1. TRATAMIENTOS METÁLICOS SIRVEN PARA POTENCIAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (DUREZA, RESISTENCIA, PLASTICIDAD) 2. TÉRMICO, TERMOQUÍMICO, MECÁNICO, SUPERFICIAL. 3. NO DEBEN ALTERAR DE FORMA NOTABLE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA 4. TERMICOS: TEMPLE, REVENIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO 5. TERMOQUÍMICOS: NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN, SULFINIZACIÓN. 6. MECÁNICOS: EN CALIENTE, EN FRÍO 7. SUPERFICIALES: CROMADO, METALIZACIÓN

TRATAMIENTOS TÉRMICOS 1. CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO 2. CAMBIA SU ESTRUCTURA CRISTALINA (TAMAÑO DE GRANO) 3. NO SE ALTERA SU COMPOSICIÓN QUÍMICA 4. TEMPLE, RECOCIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO

TEMPLE 1. DEFINICIÓN: AUSTENIZACIÓN DEL ACERO. CALENTAMIENTO HASTA 723ºC Y RÁPIDO ENFRIAMIENTO HASTA OBTENER UNA ESTRUCTURA MARTENSITICA. 2. DEPENDE DE LA TEMPLABILIDAD (SITUACIÓN CURVAS TTT DESPLAZADAS A LA DERECHA) Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (MEDIO REFRIGERANTE) Y TAMAÑO DE LA PIEZA. 3. TRES ETAPAS DE ENFRIAMIENTO 4. NO ES UN TRATAMIENTO FINAL. NECESITA DE UN REVENIDO (BONIFICADO) 5. RESULTADO: METAL MUY DURO Y DE MUCHA RESISTENCIA MECÁNICA. • 2.

ETAPAS DEL TEMPLE

v. CONCEPTO: NORMALIZADO CALENTAMIENTO A 3 PLUS 50º o A 1 SEGUIDO DE ENFRIAMIENTO AL AIRE. 1. ENFRIAMIENTO NO MUY ELEVADO. 2. SE FORMA PERLITA Y FERRITA o CEMENTITA GRANO FINO 3. SE USA PARA AFINAR GRANO Y HOMOGENEIZAR 4. DESTRUYE LA ANISOTROPIA 5. SE TRATA DE NORMALIZAR LAS PROPIEDADES DEL METAL

RECOCIDO Ø Ø Ø PROCESO: CALENTAMIENTO IGUAL QUE NORMALIZADO Y ENFRIAMIENTO MUY LENTO. RESULTADO: ELIMINA TENSIONES INTERNAS, MAYOR PLASTICIDAD Y MAQUINIDAD. ACERO HIPOEUTECTOIDE: FERRITO- PERLITICA ACEROS HIPERECUTECTOIDE: CEMENTITOPERLITICA. DIFERENCIAS ENTRE ENFRIAMIENTOS EN TEMPLE, NORMALIZADO Y RECOCIDO (VELOCIDAD ENFRIAMIENTO).

q. DE TIPOS DE RECOCIDOS AUSTENIZACIÓN COMPLETA O REGENERACIÓN: EN ACEROS HIPOEUTECTOIDES, POR ENCIMA DE A 3. q DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA: ACEROS HIPEREUTECTOIDES. ENTRE AC 1 Y ACM (GLOBULAR) q. SUBCRITICO: POR DEBAJO DE A 1. PARA ABLANDAR LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDE (ABLANDAMIENTO) q. ISOTERMICO: MANTENIENDO A T<A 1. PUEDE SER COMPLETO O INCOMPLETO. q. DE HOMOGENEIZACIÓN: HOMOGENEIZA LA ESTRUCTRA. q. DE RECRISTALIZACIÓN Y RELAJACIÓN DE TENSIONES

AUSTENIZACIÓN COMPLETA AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA SUBCRÍTICO

TRATAMIENTOS ISOTÉRMICOS v. EL ENFRIAMIENTO CONTINUO SE INTERRUMPE O MODIFICA DURANTE CIERTOS INTERVALOS DE TEMPERATURA. v. PARA OBTENER PIEZAS MUY TENACES, POCAS DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS. v. MARTEMPERING, AUSTEMPERING, PATENTING.

MARTEMPERING üPIEZA A T LIGERAMENTE SUPERIOR A MS HASTA UNIFORMAR TEMPERATURAS EXTERIOR E INTERIOR üENFRIADO üSE AL AIRE Y REVENIDO EVITA LAS DEFORMACIONES Y GRIETAS üREQUIERE ACEROS DE ALTA TEMPLABILIDAD

AUSTEMPERING v v v PIEZA A T SUPERIOR A MS HASTA TRANSFORMACIÓN COMPLETA EN BAINITA SE ENFRIA AL AIRE SE ANULAN LOS RIESGOS DE DISLOCACIONES GRIETAS SE CONSIGUE UNA MAYOR TENACIDAD QUE EN EL TEMPLE NORMAL NO NECESITA REVENIDO

PATENTING q. INTRODUCIR EL ACERO AUSTENIZADO EN BAÑO Pb A 510 -540º HASTA PERLITA FINA. q. SE USA PARA FABRICAR ALAMBRES q. LA PERLITA FINA ES MUY DÚCTIL q. TREFILADO

v v v TRATAMIENTOS TÉRMICOS SUPERFICIALES ENDURECEN LA SUPERFICIE MEJORA FRENTE A FATIGA Y DESGASTE TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA TEMPLE POR INDUCCIÓN TEMPLE POR RAYO LÁSER TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO

TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA q. SOPLETE ACETILENO/PROPANO A 2000/3000ºC q. CALOR A INTERVALOS q. SOLO LA SUPERFICIE SE AUSTENIZA q. SE CONSIGUEN CAPAS DURAS DE 0. 8 A 6. 5 mm q. MEJORA FATIGA POR TENSIONES RESIDUALES q. REVENIDO POSTERIOR q. INCONV. CONTROLAR LA PROFUNDIDAD TEMPLE

TEMPLE POR INDUCCIÓN üLEY DE INDUCCIÓN DE LENZ. üEFECTO JOULE: üEL ESPESOR DEPENDE INVERS. DE LA f DEL CAMPO üESPESORES DESDE 0, 4 a 9 mm üDESPUES DEL CICLO DE CALENTEMIENTO, TEMPLE.

TEMPLE POR RAYO LÁSER ØRAYO LÁSER: RADIACCIÓN INFRARROJA ØPRODUCE CALOR AL IMPACTAR CON SUP. METAL ØAUTOTEMPLE DEBIDO AL GRADIENTE TÉRMICO ØPROFUNDIDADES < 2 mm ØEQUIPO CARO ØÚTIL EN PIEZAS CON SUPERFICIES DE DIFICIL ACCESO

TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO o. BOMBARDEO POR CHORRO ELECTRÓNICO o. CARACTERÍSTICAS SIMILARES AL RAYO LÁSER

T. TERMOQUÍMICOS v. CALENTAMIENTOS Y ENFRIAMIENTOS PARA AÑADIR NUEVOS ELEMENTOS Y MODIFICAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA SUPERFICIAL v. SE MEJORA LAS PROPIEDADES SUPERFICIALES: R. AL DESGASTE, DUREZA Y R. A CORROSIÓN v. CEMENTACIÓN, NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN, SULFINIZACIÓN.

q. AÑADIR CEMENTACIÓN CARBONO POR DIFUSIÓN A 900ºC EN ACEROS <0, 3%C q. AUMENTA LA DUREZA SUPERFICIAL q. SE REALIZA MEDIANTE ATMOSFERA CARBURANTE 2 CO CO₂ ₊ C q. EL C ABSORBIDO DEPENDE DE : o. COMPOSICIÓN QUÍMICA ACERO o. NATURALEZA ATMOSFERA CARBURANTE o. TEMPERATURA Y TIEMPO q. ZONAS: CAPA CEMENTADA Y ALMA q. CAPA DURA (25%-50%) DE LA CEMENTADA q. SE REALIZA REVENIDO PARA ELEMINAR TENSIONES q. DESCARBURACIÓN DEL ACERO

NITRURACIÓN ØENDURECIMIENTO SUPERFICIAL EXTRAORDINARIO MEDIANTE N EN UNA ATMOSFERA DE AMONIACO 2 NH₃ 2 N ₊ 3 H₂ ØTEMPERATURA ↝ 500ºC ØTEMPLE Y REVENIDO ES PREVIO Y NO POSTERIO ØEL N SE INTRODUCE PARA FORMAR NITRUROS (AL, W) INSOLUBLES, NO COMO SOLUCIÓN SÓLIDA. ØAUMENTO DE VOLUMEN QUE PROVOCA DUREZA ØEL ACERO DEBE SER <0, 4% C Y CON AL ØLA NITRURACIÓN AUMENTA LA R A LA FATIGA Y A LA CORROSIÓN. ØAL, Cr, w, Mo, V: FORMADORES DE NITRUROS

CARBONITRURACIÓN üAUMENTO DE DUREZA POR ABSORCIÓN DE C-N üATMOSFERA CEMENTANTE MÁS NITRÓGENO üTEMPERATURA ENTRE 750º-800ºC üN AUMENTA LA TEMPLABILIDAD DEL ACERO üENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SOLIDA DE C-N üNO ES NECESARIO LOS FORMADORES DE NITRUROS üDUREZA ALCANZADA INFERIOR A LA NITRURACIÓN üREVENIDO POSTERIOR BAJA T <175ºC üTRATAMIENTO PARA PIEZAS DE GRAN ESPESOR üCIANURACIÓN: EN BAÑOS Y NO ATMOSFERA

SULFINIZACIÓN o. INCORPORA C, N, S EN BAÑO A 565ºC o. DOS SALES: DE CIANURACIÓN Y AZUFRE o. AUMENTO RESISTENCIA AL DESGASTE o. DISMINUYE SU COEFICIENTE DE ROZAMIENTO o. SE FAVORECE LA LUBRICACIÓN

TRATAMIENTOS MECÁNICOS v. MEJORAN LAS CARACTERÍSTICAS METÁLICAS POR DEFORMACIÓN EN CALIENTE O EN FRÍO v. CALIENTE: FORJA. v. AFINA EL GRANO, ELIMINA SOPLADURAS Y CAVIDADES v. FRÍO: DEFORMACIÓN POR TREFILADO, LAMINACIÓN O GOLPEO A T AMBIENTE v. AUMENTA LA DUREZA Y RESISTENCIA v. DISMINUYE LA PLASTICIDAD Y DUCTILIDAD

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES §MODIFICA SUPERFICIE SIN VARIAR COMPOSICIÓN §NO ES NECESARIA LA APORTACIÓN DE CALOR §CROMADO: §Cr SOBRE LA SUPERFICIE §DISMINUYE EL ROZAMIENTO §INCREMENTA DUREZA SUPERFICIAL Y R. DESGASTE §METALIZADO: PULVERIZACIÓN DE METAL FUNDIDO SOBRE LA SUPERFICIE DE OTRO.