Ciencia de los Materiales: Aceros - UTN - FRA, Diapositivas de Ciencia de materiales

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ACEROS

• (^) Normalización
• (^) Tratamientos térmicos
• (^) Tratamientos termoquímicos
• (^) Microconstituyentes
• (^) Tratamientos isotérmicos

TEMPERATURAS DE TRANSFORMACIÓN EN ACEROS (Objetivo básico) Temperatura de transformación: Es aquella en la que ocurren cambios de fase Acm: En aceros hipereutectoides, indica el límite de solubilidad de C en la Austenita. Ac1: T° a la cuál comienza a formarse Austenita durante el calentamiento (chauffant). Ac3: T° a la cuál se completa la transformación de ferrita en austenita en el calentamiento. Acm, Ac1, Ac3: T° de cambios de fase en equilibrio. Arcm: En aceros hipereutectoides, t° a la que comienza la pptación de Fe 3 C durante el enfriamiento ( La r deriva del francés refroidissant). Ar1: T° a la cuál se completa la transformación de austenita a ferrita o a perlita en el enfriamiento. Ar3: T° a la cuál la austenita comienza a transformar en ferrita durante el enfriamiento. Ar4: T° a la cuál la ferrita delta se transforma en austenita durante el enfriamiento. Ms: T° a la cuál comienza la transformación de austenita a martensita durante el enfriamiento. Mf: T° a la cuál finaliza la transformación de austenita a martensita durante el enfriamiento.

Clasificación S.A.E. (Objetivo básico)  (^) El sistema de numeración de los aceros S.A.E. comprende, en general, una serie de números de cuatro dígitos, el primero de los cuales indica el tipo de acero como sigue a continuación.  (^) Aceros al carbono.............1 Aceros al cromo…….………. 5  (^) Aceros al níquel…………. 2 Aceros al cromo-vanadio…...  (^) Aceros al cromo-níquel…. 3 Aceros al tungsteno…..….....  (^) Aceros al molibdeno…….. 4 Aceros al silicio-manganeso..  (^) Para los aceros al manganeso se ha reservado la característica 15xx o 13xx

Aceros aleados comunes (Objetivo básico)

• (^) Al Níquel Ni: 23XX - 25XX De poco uso por baja templabilidad, baja la t° de transición dúctil/frágil de -4°C a -40°C. El Ni aumenta la tenacidad del acero.
• (^) Al Cr-Ni: 31XX-32XX-33XX-34XX más común 3115 (1,25%Ni y 0,60 a 0,80%Cr) de gran tenacidad y templabilidad, mucho Ni baja la maquinabilidad.
• (^) Al Mo: 40XX- 44XX Aumenta levemente la templabilidad.
• (^) Al Cr-Mo: 41XX (1%Cr y 0,15 a 0,30%Mo)Para nitrurado y elementos de alta Rt.
• (^) Al Cr-Ni-Mo: 86XX (0,40 a 0,70%Cr-0,40 a 0,60%Ni y 0,15 a 0,30%Mo)Más usadas por su excelente templabilidad 8620 p/cementación 8640 y 4340 p/temple y revenido,
• (^) Al Si-Mn: 92XX (1,40%Si y 1,00%Mn) Para resortes, excelente R. fatiga y templabilidad

Aceros inoxidables (Objetivo básico)

• (^) Austeníticos: AISI 316 (18-20%Cr; 10-14%Ni; 2-3%Mo) 304 (18-20%Cr y 8-12%Ni). No son duros ni templables, altamente deformables plásticamente.
• (^) El más utilizado es el 304. También tenemos los refractarios con (35%Ni y 15%Cr), elevada R. a altas t°.
• (^) Martensíticos: AISI 440 (16 a 18%Cr) son templables, para aumentar la dureza se aumenta el %C, (formación de CrC) para cuchillería.
• (^) Ferríticos: AISI 430 Bajo %C <0,12% y %Cr (16-18%Cr) Solo endurecen por deformación en frío. Son baratos y tienen R. a la oxidación.
• (^) El 446 < 0,20%C, 23-27 %Cr, 0,75-1,50%Mo alta resistencia a la oxidación en caliente.

Sistema S.A.E. – A.I.S.I. (Objetivo básico) N° Tipo de aceros N° Tipo de aceros Aceros al Carbono 33XX Ni 3,50%, Cr 1,50% y 1,57% 10XX Aceros al C (Máx. 1% Mn) 34XX Ni 3% , Cr 0,77% 11XX Resulfurizado Aceros al Molibdeno 12XX Resulfurizado y re fosforado 40XX Mo 0,20% y 0,25% 13XX Aceros al Mn (Mn 1,75%) 44XX Mo 0,40% y 0,52% 15XX Aceros al C (Mn1% a 1,65%) Al Cromo Molibdeno Aceros al Níquel 41XX Cr 0,50-0,80y0,95%,Mo 0,12- 23XX Aceros al Ni (Ni 3,5%) 0,20-0,25y0,30% 25XX Aceros al Ni (Ni 5%) Aceros al Cr-Ni-Mo Aceros al Cr-Ni 43XX Ni 1,82-Cr 0,5y0,8 Mo 0,25% 31XX Ni 1,25% , Cr 0,65% y 0,80% 47XX Ni 1,05-Cr 0,45 Mo 0,25% 32XX Ni 1,75% , Cr 1,07% 81XX Ni 0,30-Cr 0,40-Mo 0,12%

Sistema S.A.E. – A.I.S.I. (Objetivo básico) N° Tipos de aceros N° Tipos de aceros 86XX Ni 0,55-Cr 0,50-Mo 0,20% Al Cromo-Vanadio 93XX Ni 3,25-Cr 1,20-Mo 0,12% 61XX Cr 0,6;0,8y0,95-V 0,1-0,15% 94XX Ni 0,45-Cr 0,40-Mo 0,12% Al Wolframio-Cromo 98XX Ni 1,00-Cr 0,80-Mo 0,25% 72XX W 1,75 – Cr 0,75% Al Níquel-Molibdeno Al Silicio-Manganeso 46XX Ni 0,85y 1,82-Mo 0,20-0,25% 92XX Si 1,40 y 2,00; Mn 0,65;0,82 y 0, 48XX Ni 3,50-Mo 0,25% Cr 0,50 y 0,65% Aceros al Cromo Aceros al Boro 50XX Cr 0,20;0,40;0,50 y 0,65% XXBXX La B indica acero al Boro 51XX Cr 0,8;0,87;0,92;0,95;1y1,05% Acero al Plomo 50XXX Cr 0,50 y C 1,00 mínimo XXLXX La L indica acero al Plomo 51XXX Cr 1,02 y C 1,00 mínimo 52XXX Cr 1,45 y C 1,00 mínimo

Ciclos térmicos (Objetivo básico)

Ciclos térmicos (Objetivo básico)

Principales propósitos de los T.T. (Aprobación directa)

1. Homogeneizar: Eliminar la segregación de solutos. Los aceros aleados pueden homogenizarse para corregir defectos de micro y macro segregación, cuidando que la t° no se acerque al punto de fusión. 2. Ablandar: Para mejorar su maquinabilidad se hace un recocido a alta t°. La dureza de la Perlita depende del espesor de sus láminas, modificando la velocidad de enfriamiento se puede variar entre 180 a 400 BHN para un acero 1080. 3. Distensionar: Las tensiones se generan en los procesos de deformación, soldadura o fusión, cuándo los espesores son variables. No se modifica la dureza ni la estructura. 4. Endurecer: Aumentar el límite elástico, la Rt máxima y la R a la fatiga. 5. Aumentar la tenacidad: Elevada Rt con capacidad de deformarse antes de romper. 6. Adicionar elementos químicos: Para aumentar la dureza superficial.

TIPOS DE TRATAMIENTOS (Objetivo básico) TEMPLE Y REVENIDO. NORMALIZADO. RECOCIDOS.: 1.- De Austenización completa o de homogenización. 2.- Subcrítico de recuperación. 3.- Subcrítico de recristalizacion. 4.- Globular oscilante. 5.- Globular de Austenización incompleta. 6.- Doble recocido. CEMENTADO, (con posterior temple y revenido) NITRURADO. AUSTEMPERING. MARTEMPERING.

Factores que influyen en el temple (Aprobación directa)

• (^) Composición química y tamaño de grano.  (^) Un aumento del TG reduce la velocidad crítica de temple, pero hace la martensita más frágil, por ello no es muy recomendable aumentar el TG. Un aumento del % de elementos de aleación, reduce la velocidad crítica de temple, lo qué permite que la estructura sea más tenaz y menos frágil.
• (^) Temperatura de austenización: Aceros hipoeutectoides: Temperatura mayor a la crítica superior (Ar 3 ) en 40/50 °C Aceros hipereutectoides: Austenización incompleta (30/40°C por encima de AR 1 ) y por lo tanto presencia de cementita residual, qué si está uniformemente distribuida aumenta la dureza y resistencia del acero sin aumentar la fragilidad.

Factores que influyen en el temple (Aprobación directa)

• (^) Tiempo de calentamiento: no más de 30 minutos/pulgada de diámetro o espesor, porque sino aumenta el TG.
• (^) Velocidad de enfriamiento: En esto influyen los siguientes elementos: Forma y dimensiones de las piezas. Conductividad térmica del acero en cuestión. Medio empleado para el enfriamiento. (entre ellos) o (^) Agua } o (^) Aceite } o (^) Sales disueltas en agua. } Severidad de temple (H) o (^) Aire. }