Cinética de transformación de la austenita.

Cuando un acero eutectoide (con 0,87% de C) se calienta por encima de 723ºC, su estructura va transformándose poco a poco en austenita γ.

La velocidad de transformación de la estructura original en fase seráγ tanto mayor cuanta más alta sea la temperatura dentro de la región, pero también el tamaño del grano de la austenita formada será tanto mayor cuanta más alta sea la temperatura.

Cuando se produce una estructura a partir del enfriamiento de austenita, su fragilidad será tanto

mayor cuanto más grande sea el tamaño de grano de la austenita que genera dicha estructura; debido a esto, en los tratamientos térmicos, al calentar hasta la zona austenítica la temperatura de calentamiento suele ser entre 30 y 50º por encima de la línea de separación γ entre la zona monofásica y las zonas bifásicas por debajo de ellas (Ac1).
Ac 1

En el diagrama de equilibrio, la temperatura eutectoide cuando se refiere a un calentamiento se representa por Acγ1 y la línea que delimita a la fase con las fases por debajo de ellas está constituida por los puntos Ac3. Si es por enfriamiento, a esos puntos se les designa por Ar1.

Ac3

Si se enfría lentamente la austenita se producirá una transformación en perlita constituida por laminillas de ferrita y cementita que serán tanto más gruesas cuanto más lento sea el enfriamiento.

Para→ estudiar(+)como transcurre la transformación de la austenita
(P Fe C ), se realizan unos ensayos que consisten en calentar el 3γ
acero (con 0,87% de C) hasta la fase , mantenerlo el tiempo suficiente para que se produzca y se homogeneice esta fase y, a continuación, con distintas probetas, enfriar bruscamente (instantáneamente) hasta una temperatura por debajo de 723ºC y observar las transformaciones que se van produciendo manteniendo dichas temperaturas constantes y midiendo el tiempo que transcurre para cada transformación.

Esquemáticamente:

Esquematicamente

Si se representa en unos ejes la temperatura frente al tiempo, los puntos que corresponden a principios o finales de transformaciones se obtendrán para distintas temperaturas los puntos 1, 1’, 2, 2’, 3, 3’, 4, 4’, … cuyos lugares geométricos dan lugar a dos curvas: la trazada por los puntos 1, 2, 3, 4, … y la trazada por 1’, 2’, 3’, … La primera de ellas se conoce como curva principio de transformación de la austenita y la segunda como curva final de transformación, esto quiere decir que si un acero eutectoide se enfría desde la zona austenítica instantáneamente hasta la temperatura T2, la austenitaθ se mantiene a esa temperatura sin γtransformarse durante un tiempo 2, al cabo de ese tiempo, la austenita empieza a transformarse gradualmente en perlita, esta transformaciónθ progresa hasta que finaliza, lo cual sucede al cabo de un tiempoθ 2’.

Por tanto, a partir de que haya transcurrido un tiempo 2’ a esa temperatura el acero solo tiene perlita (toda la austenita se ha transformado).

En este diagrama T-T-T (temperatura, tiempo, transformación) la zona de la izquierda anterior a la curva principio de transformación corresponde a austenita; entre la primera y la segunda curva se enmarca la región para la cual a distintas temperaturas se desarrollan las transformaciones (a la temperatura 2 sería austenita para dar perlita) y, por último, a la derecha de la curva final de transformación ya se ha producido la transformación de la austenita y cualquier enfriamiento posterior no produce ningún cambio de estructura.

Fuente: Apuntes de Ciencia de Materiales. Ingeniería Química – Universidad de Huelva

Publicado en Ciencia de materiales

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