UNIDAD III RECOCIDO Y TRABAJO EN CALIENTE

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1 SEPTIEMBRE, 2015 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES UNIDAD III RECOCIDO Y TRABAJO EN CALIENTE PROFESOR: ING. LUIS ARTURO LOVERA

2 INTRODUCCIÓN En este capítulo se analizarán dos temas principales: El trabajo en caliente, mediante el cual una aleación es deformada a altas temperaturas sin endurecerse; y el recocido, durante el cual los efectos del endurecimiento causados por el trabajo en frío son eliminados o modificados mediante un tratamiento térmico. El endurecimiento que se obtiene mediante el trabajo en frío, que se genera al incrementar el número de dislocaciones, se conoce como endurecimiento por deformación o endurecimiento por trabajo mecánico. Al controlar estos procesos de deformación y de tratamiento térmico, se puede darle al material una forma utilizable, y aún mejorar y controlar propiedades en materiales como metales y aleaciones.

3 RECOCIDO Es un tratamiento térmico de cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no se podría conseguir.

4 RECOCIDO OBJETIVO DEL RECOCIDO Eliminar las tensiones internas producidas por tratamientos como el templado. Aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material. Ablandar las piezas para facilitar su mecanizado o para conseguir ciertas especificaciones mecánicas. Disminuir el tamaño del grano. Producir una microestructura deseada controlando la velocidad a la que se enfría el metal.

5 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO Las etapas del recocido, cuando se calienta el material ocurren dos procesos que disminuyen la energía interna almacenada, las cual son: Recuperación. Recristalización. Además de los procesos antes mencionados y dependiendo del tiempo y de la temperatura a la que se caliente el material, puede presentarse un tercer proceso denominado crecimiento de grano, éste ocurre cuando se continúa el recocido luego de completarse la recristalización

6 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) Recuperación. La recuperación es la primera etapa del proceso de recocido. Por una parte, con mayor temperatura se produce el alivio de esfuerzos internos causados por el trabajo en frío, (tensiones residuales), y por otra parte, se producen cambios microestructurales que se detallan más adelante. La recuperación comprende una serie de fenómenos que ocurren a temperaturas más bien bajas, con respecto a la temperatura de fusión del material, entre los que se pueden destacar: Aniquilación de defectos puntuales Poligonización. Caída de la resistividad eléctrica (R)

7 RECOCIDO Aniquilación de defectos puntuales: consiste en la difusión, mediante la adición de calor, de las vacancias hacia las dislocaciones y bordes de granos, así se logra disminuir su cantidad hasta el número de equilibrio a la temperatura correspondiente. Poligonización: consiste en la readecuación de un cristal flexionado para la cual éste se descompone en cierto número de pequeños segmentos cristalinos con leves diferencia de orientación íntimamente ligados, logrando que las dislocaciones se redispongan en una configuración de menor energía, formando subgranos y bordes de grano de ángulo pequeño. Caída de la resistividad eléctrica (R): se ve afectada por las vacancias, cuyo campo de deformaciones interfiere con el flujo de los electrones; al disminuir el número de vacancias disminuye, también, R.

8 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) Recristalización. La recuperación es un proceso de recocido que se aplica a metales trabajados en frío para obtener la nucleación y el crecimiento de nuevos granos sin cambio de fase. Este tratamiento térmico elimina los resultados de la deformación de las piezas de plástico altamente perfiladas conformadas en frío. El recocido es eficaz cuando se aplica a aceros endurecidos o trabajados en frío, en los que la estructura se recristaliza para formar nuevos granos de ferrita. La temperatura de recristalización corresponde a la temperatura aproximada a la que un material altamente trabajado en frío se recristaliza por completo en función a unidades de tiempo.

9 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) Recristalización.

10 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) Crecimiento de granos o nucleación de nuevos granos. La recristalización es un proceso que se desarrolla por nucleación y crecimiento. Los sitios preferenciales de nucleación de los nuevos granos son las regiones más deformadas, como: bordes de grano, planos de deslizamiento e incluso, en materiales no metálicos. Si el núcleo se forma rápidamente y crece con lentitud, se formarán muchos cristales antes de que se complete el proceso de recristalización, es decir, el tamaño final del grano será pequeño. En cambio, si la velocidad de nucleación es pequeña comparada con la velocidad de crecimiento el tamaño de grano será grande.

11 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) En un metal completamente recristalizado, la fuerza impulsora para el crecimiento de los granos corresponde a la energía de superficie de bordes de estos. El crecimiento de los nuevos granos se produce por movimiento de la interfase grano recristalizado-grano deformado. El objetivo principal de la recristalización es ablandar el material y restaurarle su ductilidad. Adicionalmente se puede también controlar el tamaño del grano. La presencia de impurezas o de elementos de aleación disminuyen la velocidad de recristalización. Estas impurezas tienden a segregarse junto a los bordes de granos, formando atmósferas que los sujetan, dificultando su movimiento y retardando así la recristalización.

12 RECOCIDO ETAPAS DEL RECOCIDO (cont.) Cuanto mayor sea la cantidad y más fina la distribución de impurezas insolubles, más fino será el tamaño final de grano, lo que se explica con el hecho de que no solo aumentan la nucleación, sino también actúan como barreras al crecimiento de los granos.

13 RECOCIDO Figura 01. Gráfica de recristalización (Temperatura en función al tiempo) La temperatura de recristalización disminuye al aumentar el % de trabajo en frío previo, esto debido a la mayor energía almacenada por la notable distorsión sufrida por el material, en suma, hay más fuerza impulsora para la recristalización.

14 RECOCIDO Figura 02. La figura 02 muestra que el tamaño del grano justo al término del proceso de recristalización, es menor si el % de trabajo en frío previo aumenta, dado que los puntos favorables para la nucleación también aumentan, permitiendo abundante formación de nuevos núcleos, y limitando por tanto su tamaño final.

15 RECOCIDO Tabla 01. Temperaturas típicas de recristalización para metales seleccionados

16 Tipos de Recocido. RECOCIDO Recocido de eliminación de tensiones: Por medio de la deformación en frío se presentan tensiones en el material. Dichas tensiones pueden provocar deformaciones en las piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el metal entre 550 y 650ºC y manteniendo la temperatura durante minutos. Después se refrigera de forma lenta. Recocido de ablandamiento: Los materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9%) son difíciles de trabajar mediante arranque de viruta (torneado, fresado, etc) o mediante deformación en frío. Para ablandar el material puede hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre 650 y 750ºC tras lo cual se mantiene la temperatura durante 3-4 horas antes de disminuir lentamente su temperatura. Es habitual mantener una subida y bajada alternativa de la temperatura en torno a los 723ºC.

17 Tipos de Recocido. RECOCIDO Recocido Normal: Mediante el recocido normal se afina el grano de la estructura y se compensan las irregularidades de las piezas producidas por deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales como doblado, fundición, soldadura, etc. El procedimiento consiste en calentar a temperaturas entre 750 y 980ºC, conforme al contenido de carbono del material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar enfriar lentamente al aire. Gráfica 03. Recocido Normal

18 TRABAJO EN CALIENTE El trabajo en caliente se define como la deformación plástica del metal a una temperatura superior a la temperatura de recristalización. Durante el trabajo en caliente, el metal se está cristalizando continuamente. Durante la deformación en trabajo en caliente no hay endurecimiento; en consecuencia, la deformación plástica es ilimitada. Una placa muy gruesa puede ser reducida a una hoja delgada en una serie continua de operaciones. Los primeros pasos en el proceso se realizan a temperaturas muy por encima de la temperatura de recristalización, para aprovechar la menor resistencia del metal. El último paso se efectúa justo por encima de la temperatura de recristalización, con una deformación porcentual grande, a fin de producir el tamaño de grano más fino posible.

19 TRABAJO EN CALIENTE El trabajo en caliente es adecuado para el conformado de piezas grandes, ya que a temperaturas elevadas el metal tiene un límite elástico bajo y alta ductilidad. Además a las temperaturas del trabajo en caliente los metales hexagonales compactos como el magnesio tienen un mayor número de sistemas de deslizamientos activos; su más alta ductilidad permite una mayor deformación que en laminados de trabajo en frío.

20 TRABAJO EN CALIENTE Los procesos industriales comunes para llevar a cabo trabajo en caliente y trabajo en frío se agrupan en seis categorías: Embutición Laminación. Forja. Estirado. Extrusión. Estirado de alambre (Trefilado)

21 TRABAJO EN CALIENTE Embutición: es un proceso tecnológico de conformado plástico que consiste en la obtención de piezas huecas con forma de recipiente a partir de chapas metálicas. Este proceso permite obtener piezas de formas muy diversas y es una técnica de gran aplicación en todos los campos de la industria.

22 TRABAJO EN CALIENTE Laminación: Se conoce como laminación o laminado (a veces también se denomina rolado) al proceso industrial por medio del cual se reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales semejantes con la aplicación de presión mediante el uso de distintos procesos, como la laminación de anillos o el laminado de perfiles. Por tanto, este proceso se aplica sobre materiales con un buen nivel de maleabilidad. La máquina que realiza este proceso se le conoce como laminador.

23 TRABAJO EN CALIENTE Forja: es un proceso conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión. Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.

24 TRABAJO EN CALIENTE Estirado: Se denomina Estirado al proceso de Conformado por Deformación Plástica en el que se estira una barra o varilla de metal con el objetivo de reducir su sección. Para reducir la sección de la pieza, se utiliza una matriz de un material metálico muy duro insertado en un bloque de acero. La reducción de la sección del material dependerá del ángulo de abertura de la matriz.

25 TRABAJO EN CALIENTE Extrusión: es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. La ventaja principal de este proceso es la habilidad para crear secciones transversales muy complejas con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento.

26 TRABAJO EN CALIENTE Estirado de alambre o trefilado: Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

27 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Askeland, D. (1998). Ciencias e Ingeniería de los Materiales. Editorial: International Thomson Editores. Ciudad de México, México. Avner, S. (1996). Introducción a la metalurgia física. Editorial: Mc-Graw Hill. Ciudad de México, México. Smith, W. (2006). Fundamentos de la Ciencias e Ingeniería de los Materiales. Editorial: Mc-Graw Hill. Ciudad de México, México.

28 . GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!

29 SEPTIEMBRE, 2015 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES UNIDAD IV CONSTITUCIÓN DE LAS ALEACIONES PROFESOR: ING. LUIS ARTURO LOVERA

30 CONCEPTOS -Austenita: también conocida como acero gamma (γ) es una forma de ordenamiento específica de los átomos de hierro y carbono. Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900ºC a 1400ºC. Está formado por una disolución sólida del carbono en hierro, lo que supone un porcentaje máximo de C del 2,11% La austenita es dúctil, blanda y tenaz. La estructura cristalina de la austenita es del tipo cúbica, de caras centradas, en donde se diluyen en solución sólida los átomos de carbono en los intersticios, hasta un máximo tal como lo muestra el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite una mejor difusión con el carbono, acelerando así el proceso de carburación del acero.

31 CONCEPTOS -Ferrita: la ferrita o hierro-α (alfa) es una de las estructuras cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y tiene propiedades magnéticas. Se emplea en la fabricación de imanes permanentes aleados con cobalto y bario, en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, zinc o manganeso, ya que en ellos quedan eliminadas prácticamente las Corrientes de Foucault (INVESTIGAR). Las ferritas tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro. Las ferritas se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia y dureza, previamente moldeadas por presión y luego calentadas, sin llegar a la temperatura de fusión, dentro de un proceso conocido como sinterización. Mediante este procedimiento se fabrican núcleos para transformadores, inductores/bobinas y otros elementos eléctricos o electrónicos.

32 CONCEPTOS -Martensita: es el nombre que recibe la fase cristalina BCC, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material. Los aceros con microestructura martensítica son los más duros y mecánicamente resistentes, pero también los más frágiles y menos dúctiles. La dureza de estos aceros depende del contenido en carbono; aun así, son más tenaces que los aceros perlíticos. La martensita es una solución sólida sobresaturada de carbono y austenita.

33 CONCEPTOS -Perlita: la microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases (hierro alfa y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos aumentos. En aceros las perlitas tienen las propiedades intermedias entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita. Los espesores de las capas de ferrita y de cementita también influyen en el comportamiento mecánico del material. La perlita fina es más dura y resistente que la perlita gruesa. Los porcentajes de composición de la perlita dependen de la concentración de carbono en el acero.

34 CONCEPTOS -Cementita: es un constituyente de los aceros, y otras aleaciones férreas como las fundiciones blancas, que aparece cuando el enfriamiento de la aleación sigue el diagrama metaestable Fe-Fe 3 C en vez de seguir el diagrama estable hierro-grafito. La cementita tiene un 6,67% en peso de carbono, y es un compuesto intermetálico de inserción. Si bien la composición química de la cementita es Fe 3 C, la estructura cristalina es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda. La cementita es muy dura, de hecho es el constituyente más duro de los aceros al carbono, con una dureza de 68 HRc. La cementita destaca por ser un constituyente frágil, con alargamiento nulo y muy poca resiliencia. Su temperatura de fusión es de 1227ºC. como la cementita es muy dura y frágil no es posible utilizarla para operaciones de laminado o forja debido a su dificultad para ajustarse a las concentraciones de esfuerzos.

35 INTRODUCCIÓN Una aleación es una sustancia que tiene propiedades metálicas y está constituida por dos o más elementos químicos, de los cuales por lo menos uno es metal. Un sistema de aleación contiene todas las aleaciones que pueden formarse por varios elementos combinados en todas las proporciones posibles. Si el sistema se forma por dos elementos, se denomina sistema de aleación binaria; si se forma por tres elementos, se llamaría sistema de aleación ternaria y así sucesivamente. Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como hierro (Fe), aluminio (Al), cobre (Cu), plomo (Pb), entre otras gamas de metales que se puede alear. El elemento aleante puede ser no metálico como: Fósforo (P), Carbono (C), Silicio (Si), Azufre (S), Arsénico (As), entre otros.

36 Aleaciones ferrosas Las aleaciones ferrosas, se basan en aleaciones de hierro y carbono, incluyen los aceros al bajo carbono, los aceros aleados y de herramientas, los aceros inoxidables y los hierros fundidos. Los aceros se producen de dos formas refinando el mineral de hierro o reciclando chatarra de acero. 1.- ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN. INVESTIGAR LA PRODUCCIÓN DE ACERO REFINANDO EL MINERAL DE HIERRO Y RECICLANDO LA CHATARRA DE HIERRO.

37 Aleaciones ferrosas Clasificación de las aleaciones ferrosas. El Instituto Americano de Hierro y Acero (AISI, siglas en inglés) y la Sociedad de Ingeniería de Automóviles (SAE, siglas en inglés) tienen sistemas para clasificar los aceros (Ver tabla 01) utilizando números de cuatro o cinco dígitos. Tabla 01. Composición de Acero AISI-SAE seleccionados. Fuente: Askeland, 1998.

38 Aleaciones ferrosas Clasificación de las aleaciones ferrosas. De la tabla anterior se puede destacar el siguiente ejemplo: Número AISI-SAE 1020 Los dos primeros números (10), se refiere a los principales elementos de la aleación presentes. Los dos o tres últimos números, se refiere al porcentaje de carbono. En este caso (20), el cual es al bajo carbono, conteniendo 0,20% C.

39 Aleaciones ferrosas Tratamiento térmico. Es el conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.

40 Aleaciones ferrosas Tratamiento térmico. Los tratamientos térmicos se utilizan para obtener uno de tres objetivos: -La eliminación del deformado en frío. -El control de endurecimiento por dispersión. -Para mejorar la maquinabilidad. Los principales tratamientos térmicos son: -Temple. -Revenido -Recocido -Normalizado

41 Aleaciones ferrosas -Temple: su finalidad es aumentar la dureza y resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura entre 900 a 950ºC y se enfría rapidamente en un medio como agua, aceite, aire, entre otros (dependiendo de las características de la pieza). -Revenido: sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. -Recocido: consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura austenización ( ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. -Normalizado: tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono.

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43 Aleaciones ferrosas -Tratamiento termoquímico del acero. Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Los principales objetivos del tratamiento termoquímico son: -Aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz. -Disminuir el rozamiento aumentado el poder lubrificante. -Aumentar la resistencia al desgaste, a la fatiga y corrosión.

44 Aleaciones ferrosas -Los tratamiento termoquímico del acero se aplica en lo siguiente: Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.

45 Aleaciones ferrosas -Los tratamiento termoquímico del acero se aplica en lo siguiente: Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 C. Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior. Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 C) en un baño de sales. Nota: Investigar las aplicaciones de tratamientos térmicos en ing. naval

46 Aleaciones ferrosas -Tratamiento térmico isotérmico. El tratamiento térmico de transformación isotérmica, utilizado para la producción de la bainita se denomina revenido en la fase austenítica y simplemente consiste en la austenitización del acero, el templado a cierta temperatura por debajo de la nariz de la curva del diagrama TTT (Temperatura, Tiempo, Transformación) y el mantenimiento de esa temperatura hasta que toda la austenita se transforme en bainita.

47 Aleaciones ferrosas DIAGRAMA TTT Figura 01. Diagrama TTT de un acero eutectoide (0,77% C)

48 Aleaciones ferrosas Efectos de los elementos de la aleación. Los elementos de aleación se agregan a los aceros para: a.- Proporcionar endurecimiento por solución sólida de la ferrita. b.- Causar la precipitación de carburos de aleación en vez de Carburo de Hierro (III). c.- Mejorar la resistencia a la corrosión y otras características especiales del acero. d.- Mejorar la templabilidad. Templabilidad: Es la propiedad que determina la profundidad y distribución de la fuerza inducida mediante el templado a partir de la condición austenitica.

49 Aleaciones ferrosas Un acero de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma martensita, no sólo en la superficie sino también en su interior. Por tanto la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación específica puede endurecerse. También la templabilidad, se refiere a la facilidad con la cual se forma martensita. Los aceros al bajo carbono tienen baja templabilidad, solamente velocidades de enfriamiento muy altas producen sólo martensita. Los aceros aleados tienen alta templabilidad e, incluso, el enfriamiento al aire producen martensita. La templabilidad NO es sinónimo de dureza del acero. Un acero al bajo carbono y de alta aleación puede formar martensita fácilmente, pero debido a su bajo contenido de carbono dicha martensita no es dura.

50 Aleaciones ferrosas Aplicación de la templabilidad. Para muchos aceros no existen los diagrama de Transformación de Enfriamiento Continuo (TEC). En su lugar para comparar la templabilidad de los aceros, se utiliza la prueba de ensayo de Jominy, el cual es un procedimiento estándar para determinar la templabilidad. Se trata de templar una probeta estandarizada del acero estudiado. Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior.

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53 Aleaciones ferrosas Aceros En ingeniería metalúrgica, es una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado de aleación. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

54 Aleaciones ferrosas ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN (Entrega obligatoria y solamente los estudiantes asistente a la clase del Viernes Valor: -- ptos.) a.- Elementos aleantes y mejoras obtenidas del acero. b.- Impurezas del acero. c.- Clasificación del Acero. d.- Tratamientos superficiales. e.- Aplicación en la ingeniería naval. Incluir normas técnicas para el diseño y fabricación de estructuras flotantes.

55 SEPTIEMBRE, 2015 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA CÁTEDRA: ELEMENTOS CIENCIAS DE LOS MATERIALES UNIDAD V DIAGRAMAS DE FASE PROFESOR: ING. LUIS ARTURO LOVERA

56 INTRODUCCIÓN Las propiedades mecánicas de los materiales pueden controlarse por la adición de defectos puntuales como átomos sustitucionales e intersticiales. Particularmente en el caso de los metales, los defectos puntuales distorsionan el arreglo atómico en la red, interfiriendo con el movimiento o deslizamiento de las dislocaciones. Por tanto, los defectos puntuales hacen que el material se endurezca por solución sólida. Además, la introducción de defectos puntuales modifica la composición del material, influyendo sobre el comportamiento durante la solidificación. Este efecto se analiza mediante el diagrama de fases al equilibrio, a partir del cual se podrá predecir cómo se solidificará un material tanto en condiciones de equilibrio como fuera de éste.