Tema1.CurvasTTT

CURVAS T.T.T.
(1)
●
Se denomina curva TTT (Transformación-Temperatura-Tiempo) al
diagrama que relaciona el tiempo y la temperatura requeridos para una
transformación isotérmica. Los diagramas TTT son gráficas que
representan el % de transformación en función de la
temperatura (eje vertical) y del tiempo (eje horizontal,
normalmente en escala logarítmica). Se elaboran con el % de
transformación frente al logaritmo de las medidas de tiempo.
Son muy útiles para entender las transformaciones de un
acero que se enfría isotérmicamente. Así por ejemplo, en el
caso del acero, y más concretamente para la fase austenita,
que es inestable por debajo de la temperatura de
transformación eutectoide, se necesita saber
• cuánto tiempo requerirá para empezar a transformarse a
una temperatura subcrítica específica,
• cuánto tiempo precisará para estar completamente
trasformada
• cuál será la naturaleza del producto de esta transformación
(2)
Temperatura
Tanto para aceros aleados como para aceros al carbono
Las transformaciones pueden ser:
(a).- Transformaciones isotérmicas (El enfriamiento isotérmico
se consigue por inmersión en un baño de sales fundidas, que se
mantiene a T = Cte.)
(b).- Transformaciones de enfriamiento continuo (Se consigue
enfriando dentro del horno, al aire, en agua, en aceite,..)
(vCT)
Log (tiempo)
(1): Curva Inicial de Transformación
(2): Curva Final de Transformación
VCT: Velocidad Crítica de temple
Ms: Curva Inicial de transformación martensítica
Mf: Curva Final de transformación martensítica
•
•
•
● : Nariz Perlítica
Tres zonas:
La de la izquierda de las curvas, donde la austenita todavía no ha
comenzado a transformarse.
La comprendida entre las dos curvas, donde la austenita está en periodo de
transformación.
La de la derecha, donde la austenita se encuentra completamente
transformada.
Por debajo de Ms la evolución es independiente del tiempo, sólo es función de la temperatura a que el acero es enfriado rápidamente o
templado. Una transformación de este tipo se denomina TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA.
La nariz perlítica nos da el mínimo tiempo de retardo y nos define la velocidad crítica de temple del acero, que es la mínima velocidad que nos
permite alcanzar una estructura 100 % martensítica, sin haber sido sometido a ninguna otra transformación en el enfriamiento.
Llamamos tiempo de retardo o periodo de incubación al tiempo necesario para que comience la transformación isoterma de la austerita.
Es distinto para cada temperatura.
Para obtener estos diagramas, se calienta
un conjunto de probetas iguales a la
temperatura de austenización, y se
727
mantienen allí hasta que se transforman
en austenita.
540
●
215
Conseguido esto, se enfrían bruscamente
en baños de sales o metal fundido hasta la
temperatura deseada, que permanecerá
constante mientras dure el ensayo; a
intervalos de tiempo determinados se
sacan las probetas del baño y se enfrían
bruscamente hasta temperatura ambiente.
Isothermal transformation diagram for an alloy
Diagrama de transformación isotérmica de un steel HIPOEUTECTOID COMPOSITION (type
acero eutectoide con las transformaciones
4340): A, austenite; B, bainite; P, pearlite; M,
austenita-perlita (A-P) y austenita-bainita (A-B) martensite; F, proeutectoid ferrite.
Mediante el examen microscópico de las
mismas, se determina la cantidad de
austenita transformada en función del
tiempo y con ello, el principio y el final de
la transformación. Se obtiene así el
diagrama que nos da la cantidad de
austenita transformada en función del
tiempo, a temperatura constante.
La determinación práctica de las curvas TTT de cada acero constituye siempre una ayuda inestimable que orienta y hace
comprender los TRATAMIENTOS TÉRMICOS.
Dicha curva sólo puede aplicarse con propiedad en tratamientos isotérmicos. Sin embargo, suele utilizarse también
industrialmente en enfriamientos continuos: sobre ella pueden superponerse, sin graves errores prácticos, las curvas de
enfriamiento real. Superponiendo a la curva TTT otra curva que señale la velocidad a que se desea enfriar la austenita,
pueden predecirse con bastante aproximación las estructuras que se obtendrán con ese enfriamiento.
A partir de estos diagramas podemos determinar el tratamiento bajo el cual debemos someter a un material para obtener la
estructura y las propiedades deseadas, y como deben ser los tiempos y las temperaturas de dichos tratamientos.
Si la velocidad de enfriamiento es muy lenta, se obtendrán estructuras
de tipo perlítico. Si la velocidad de enfriamiento fuera mayor, se
obtendrían estructuras bainíticas y si la velocidad fuera tal que la curva
de enfriamiento no cortara a la curva TTT en ninguno de sus puntos, se
obtendría estructura martensítica (acero templado).
Se denomina velocidad crítica de temple Vc, a la mínima velocidad de
enfriamiento requerida para evitar la transformación de la austenita en
otros constituyentes antes de alcanzar la temperatura Ms.
Además de las curvas TTT, podemos hablar de las curvas TTT de
enfriamiento continuo, que presentan unos tiempos mayores debido a
que en el caso de enfriamiento continuo se pasa mayor cantidad de
tiempo a altas temperaturas, mientras que en el caso isotérmico el
material llega instantáneamente a la temperatura de transformación.
En estos diagramas la temperatura eutectoide (727°C) se representa mediante
una línea horizontal; a temperaturas superiores a la eutectoide y para todos los
tiempos, existe sólo austenita. La transformación austenita-perlita sólo ocurre
si se enfría por debajo de la temperatura eutectoide, donde las curvas indican
el tiempo necesario para el inicio y el final de la transformación para cada
temperatura. Las curvas de inicio y final de transformación son casi paralelas y
se aproximan asintóticamente a la línea eutectoide.
A la izquierda de la curva de inicio de transformación sólo existe la austenita
(inestable), mientras que a la derecha de la curva de final de transformación,
sólo existe la perlita. Entre ambas curvas hay austenita transformándose en
perlita: ambos microconstituyentes están presentes.
De acuerdo con la ecuación r 
1
t0.5
727
(1)
675
la velocidad de transformación a una temperatura determinada es
inversamente proporcional al tiempo necesario para que la reacción transcurra
hasta el 50% (línea discontinua). Cuanto menor es el tiempo mayor es la
540
velocidad. En la figura se aprecia que a temperaturas próximas al eutectoide
(correspondientes a pequeños subenfriamientos) se necesitan tiempos muy
grandes (del orden de 105 s) para conseguir un 50 % de transformación y la
velocidad de reacción es muy lenta. La velocidad de transformación aumenta al
descender la temperatura hasta que a 540 °C sólo necesita 3 s para llegar al 50
% de la transformación.
El diagrama TTT muestra el tiempo necesario para transformar una fracción de la
3
muestra en función de la temperatura. La velocidad de transformación está
Obtención de un diagrama de transformación isotérmica a partir
limitada por una nucleación lenta a altas temperaturas y un crecimiento lento a
del porcentaje de transformación en función del tiempo (arriba).
baja temperatura.
En la figura se ha dibujado el camino seguido por un tratamiento
isotérmico (ABCD) sobre un diagrama de transformación isotérmico de
un acero eutectoide. El enfriamiento rápido de la austenita está
indicado por el segmento AB casi vertical y el tratamiento isotérmico y
su temperatura, por el segmento horizontal BCD. La transformación de
la austenita a perlita se inicia en el punto de intersección C (después de
unos 3.5 s) y termina hacia los 15 s, en el punto D. La figura también
muestra esquemáticamente las microestructuras a varios tiempos
durante el transcurso de la reacción.
La relación de espesores de las láminas de ferrita y cementita en la perlita
es de 8 a 1, aproximadamente. Sin embargo, el espesor absoluto de una
lámina depende de la temperatura de transformación. A temperaturas
inferiores y muy próximas a la eutectoide se forman láminas de ferrita α y
de Fe3C de mayor espesor. Esta microestructura se denomina PERLITA
GRUESA y se forma a la derecha de la gráfica de fin de transformación.
A esas temperaturas las velocidades de difusión son relativamente
elevadas y durante la difusión los átomos de carbono pueden difundir a
lo largo de distancias relativamente largas, formando láminas gruesas.
Austenite grain
boundary
Esquema de la
formación de la
perlita a partir de la
austenita; las
flechas indican la
dirección de la
difusión del
carbono.
A medida que disminuye la temperatura, se forman láminas más
delgadas ya que la velocidad de difusión del carbono decrece. La
estructura de láminas delgadas producida en la proximidad de
540°C se denomina perlita fina .
Las propiedades mecánicas son función del espesor
de las láminas
En los aceros de otra composición la perlita coexiste con fase proeutectoide (ferrita o cementita).
La figura muestra parte de un diagrama de transformación isotérmica de un acero de 1.13 %C, donde se aprecia la curva
correspondiente a la transformación proeutectoide
Diagrama de transformación isotérmica de un acero al carbono de 1.13 %C:
A, austenita; B, bainita; C, cementita proeutectoide; M, martensita; P, perlita.
En la figura se muestran fotomicrografías de perlita gruesa y fina de un acero de composición eutectoide.
Fotomicrografía de (a) perlita gruesa y (b) perlita fina (x 3000).
Bainita
En la transformación de la austenita se
forma, además de la perlita, un
constituyente denominado bainita. La
microestructura bainítica consta de las fases
ferrita y cementita y en su formación
intervienen procesos de difusión.
La bainita forma agujas o placas,
dependiendo de la temperatura de
transformación; los detalles
microestructurales de la bainita son tan
finos que su resolución sólo es posible
mediante el microscopio electrónico.
La figura es una micrografía electrónica que
muestra agujas de bainita (en posición
diagonal: de inferior izquierda a superior
derecha); está compuesta de una matriz
ferrítica y de partículas alargadas de Fe3C.
La fase que rodea las agujas es martensita.
Estructura de la bainita mediante micrografía electrónica de
réplica. Una aguja de bainita va de la parte inferior izquierda al
vértice superior derecho y consiste en partículas alargadas de Fe3C
dentro de una matriz de ferrita. La fase que rodea la aguja bainítica
es la martensita
Martensita
El inicio de esta transformación se representa por la línea horizontal MS (inicio)
(Figura). Se trazan otras dos líneas horizontales discontinuas denominadas
M(50%) y M(90%) que indican el % de transformación austenita-martensita.
Estas líneas están localizadas a temperaturas que dependen de la composición del acero,
pero deben ser relativamente bajas para impedir la difusión del carbono (La
transformación martensítica tiene lugar a velocidades de temple muy rápidas que dificultan
la difusión del carbono. Si hubiera difusión se formarían las fases ferrita y cementita). El
carácter horizontal y lineal de estas gráficas indica que la transformación martensítica es
independiente del tiempo y sólo es función de la temperatura a que el acero es enfriado
rápidamente o templado. Una transformación de este tipo se denomina
TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA.
Todos los átomos de carbono permanecen como solutos intersticiales en la martensita y
constituyen una disolución sólida sobresaturada capaz de transformarse rápidamente en
otras estructuras si se calienta a temperaturas que implican una apreciable velocidad de
difusión. La mayoría de los aceros retienen la estructura martensítica casi indefinidamente
a temperatura ambiente.
Al enfriar un acero de composición eutectoide desde una
temperatura superior a 727°C hasta 165°C, se aprecia, según el
diagrama de transformación isotérmica (Figura ), que el 50% de la
austenita se transforma inmediatamente; pero al mantenerse a esta
temperatura el acero no experimenta posterior transformación.
165
Diagrama de transformación isotérmica completo
de un acero de composición eutectoide:
A, austenita; B, bainita; M, martensita; P, perlita.
DIAGRAMAS DE TRANSFORMACIÓN POR ENFRIAMIENTO CONTINUO
En los enfriamientos continuos, los tiempos requeridos para que la reacción empiece y
termine se retrasan. De este modo el diagrama se desplaza en el sentido que necesita más
tiempo y menos temperatura, como indica la figura 1, correspondiente al acero
eutectoide. La representación gráfica de las curvas de inicio y fin de la transformación se
denominan diagramas de transformación por enfriamiento continuo (TEC). La velocidad
de enfriamiento se puede controlar modificando el medio de enfriamiento.
En la figura 2 se superponen dos
curvas de enfriamiento
correspondientes al acero eutectoide.
La transformación se inicia en el
tiempo indicado por la intersección de
la gráfica del enfriamiento con la del
inicio de la reacción y termina una vez
cruzada la curva de final de
transformación. Los productos
microestructurales de las curvas de
enfriamiento moderadamente rápido
y lento son perlita fina y gruesa,
respectivamente.
Moderately rapid and slow cooling
curves superimposed on a continuous
cooling transformation diagram for a
Eutectoid iron–carbon alloy.
Figura 1
Figura 2
Superimposition of isothermal and
continuous cooling transformation
diagrams for a eutectoid iron–carbon alloy.
DIAGRAMAS DE TRANSFORMACIÓN POR
ENFRIAMIENTO CONTINUO
La bainita normalmente no se forma al enfriar un acero al
carbono de modo continuo hasta la temperatura
ambiente, ya que toda la austenita se transforma con el
tiempo en perlita y ésta no evoluciona hacia la bainita,
pues la región que representa la transformación austenitaperlita termina justamente por debajo de la nariz de la
curva AB (Figura ).
En todas las curvas de enfriamiento que cruzan la línea AB
de la Figura la transformación cesa en el punto de
intersección; al continuar enfriando, la austenita que no ha
reaccionado empieza a transformarse en martensita al
cruzar la línea M (inicio).
Moderately rapid and slow cooling curves superimposed on a
continuous cooling transformation diagram for a Eutectoid iron–
carbon alloy.
●
Observando la representación de la transformación martensítica, las líneas Ms (inicio), M(50%) y M(90%) ocurren a las
mismas temperaturas tanto en los diagramas isotérmicos como en los de enfriamiento continuo. Esta aseveración se
verifica al comparar las Figuras 1 y 2 referidas a un acero de composición eutectoide
Superimposition of
isothermal and
continuous cooling
transformation diagrams
for a eutectoid iron–
carbon alloy.
Figura 1
The complete
isothermal
transformation diagram
for an iron–carbon
alloy of eutectoid
composition: A,
austenite; B, bainite; M,
martensite; P, pearlite.
Figura 2
DIAGRAMAS DE TRANSFORMACIÓN POR ENFRIAMIENTO CONTINUO
En el enfriamiento continuo del acero existe una velocidad crítica, que
representa la velocidad de temple mínima para generar una estructura
totalmente martensítica.
Esta velocidad de enfriamiento crítica, incluida en diagrama de
transformación por enfriamiento continuo de la figura, roza la nariz donde
empieza la transformación perlítica.
●
NARIZ
PERLITICA
La figura indica que a velocidades de temple mayores que la crítica, sólo
se forma martensita; además, existe un tramo de velocidades de
enfriamiento en el que se forma perlita y martensita.
Finalmente, sólo se genera estructura perlítica a velocidades de
enfriamiento lentas.
No existe austenita para que se de la transformación   M
Continuous cooling transformation diagram for a eutectoid
iron–carbon alloy and superimposed cooling curves,
demonstrating the dependence of the final microstructure
on the transformations that occur during cooling.
El carbono y los otros elementos de aleación cambian el aspecto de la gráfica de transformación perlítica y proeutectoide y bainítica
alargando el tiempo y disminuyendo la velocidad crítica de enfriamiento. En efecto, una de la razones para alear los aceros estriba en facilitar
la formación de martensita o en posibilitar las estructuras totalmente martensíticas a través de secciones relativamente gruesas.
La figura 10.28 muestra el diagrama de transformación por enfriamiento continuo del mismo acero cuyo diagrama de transformación
isotérmica está representado en la figura 10.23. La presencia de la nariz bainítica explica la posibilidad de formar bainita por enfriamiento
continuo. Las curvas de enfriamiento trazadas en la figura 10.28 indican la velocidad de enfriamiento crítico y la influencia de la velocidad de
enfriamiento en el comportamiento de la transformación y en la microestructura final.
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LAS CURVAS TTT
Las tres zonas como desarrollo de las reacciones fundamentales de la transformación de la austenita: zona perlítica, zona bainítica, y zona
martensítica, resultan fuertemente alteradas por diversos factores que influyen sobre las curvas TTT, desplazando las mismas hacia la
derecha o hacia la izquierda en el diagrama, es decir, retardando o adelantando las transformaciones isotérmicas, tanto perlíticas como
bainíticas, o desplazando hacia arriba o hacia abajo las líneas de principio y fin de la transformación martensítica.
FACTORES INTRÍNSECOS
1.- El CONTENIDO EN C de la aleación (C es gammageno, por tanto amplia el campo de estabilidad de γ): a mayor contenido mayor será el
desplazamiento hacia la derecha de las curvas inicial y final de transformación; y hacia abajo las isotermas que indican el principio y el fin de la
transformación martensítica.
C2>C1
C4>C3
Para aceros hipoeutectoides, las transformaciones perlíticas y
bainíticas, se retrasan al aumentar el contenido en carbono. Los
aceros eutectoides presentan una curva perlítica más alejada del
origen de tiempos que la curva perlítica de los aceros tanto hipo
como hipereutectoides. En éstos la cementita proeutectoide
formada acelera, por nucleación heterogénea, la aparición de los
gérmenes de cementita rectores de la transformación perlítica.
Luego las curva TTT se desplazan hacia la izquierda
2.- ELEMENTOS ALEANTES:
a.-Gammágenos: aquellos que se disuelven preferentemente en la austenita como son el Níquel y el Manganeso, que expanden por tanto el
campo de existencia de la austenita desplazando hacia abajo las isotermas.
b.-Alfágenos: se disuelven preferentemente en la fase α (Ferrita), son por ejemplo el Cromo, el Molibdeno, el Vanadio y el Wolframio; y desplazan
las isotermas hacia arriba.
c.- Carburígenos: son elementos (habitualmente Alfágenos) que tienden a formar carburos. Producen una segunda zona de temperaturas de
transformaciones rápidas al nivel de la transformación de la austerita en bainita.Todos los elementos de aleación, excepto el cobalto, aumentan
los tiempos de transformación isoterma de la austenita.
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LAS CURVAS TTT // ELEMENTOS ALEANTES
En general cualquier elemento que forme solución sólida con la austenita (γ) —bien sea de sustitución (Mn, Ni, Cr, etc)
o de inserción (B, N, etc.)— retrasa las transformaciones isotérmicas, tanto perlíticas como bainíticas. Parece lógico
que así sea, ya que dichos elementos ejercen un efecto de barrera u obstrucción para la difusión del carbono y, por
tanto, los gérmenes de cementita (en la zona perlítica), o de ferrita (en la zona bainítica), tardarán más tiempo en
aparecer.
Los elementos gammágenos -especialmente el Mn y Ni- rebajan las
temperaturas de transformación austenítica A3 y Ae, con lo que disminuyen
las temperaturas de las transformaciones perlíticas. El Mn y el Ni, además,
retrasan por igual la nariz perlítica y el mentón bainítico.
Además los elementos formadores de carburos, (el Cr el Mo y otros), retrasan
más la transformación perlítica que la transformación bainítica. Son
elementos alfágenos, y por elevar las temperaturas de transformación A3 y
Ac, deberían aumentar la difusión en las reacciones y, por tanto,
acelerarlas; pero este efecto es contrarrestado por la acción contraria que
determina su afinidad por el carbono para producir carburos. (La nucleación
de la cementita se ve retardada, y aumenta el período de incubación). La
curva perlítica se desplaza hacia arriba y hacia la derecha, estrechándose su
campo.
El B, para contenidos de 0.0005-0.003% formando solución sólida de inserción en la
austenita, retrasa la transformación proeutectoide y la zona perlítica de modo
muy notable.
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LAS CURVAS TTT/ EXTRÍNSECOS
Influencia del tamaño de grano austenítico.
En las transformaciones por nucleación y crecimiento, para una
misma composición química, se inicia más tarde la
transformación de la austenita, cuanto mayor sea el tamaño de
grano austenítico.
dγ ↑  Transformación de la austenita más tarde
Parece razonable que suceda así porque los gérmenes rectores de
la perlita —la cementita—, o en su caso de la bainita, la ferrita—,
se forman preferentemente en las juntas de grano. Por
consiguiente, cuanto más grande sea el diámetro de grano
austenítico menor es el número de juntas de grano existentes
(menor el número de lugares aptos para la nucleación) y mas tarde
comenzarán las transformaciones en las zonas perlítica y/o
bainítica.
En cuanto a la transformación martensítica, cuando el tamaño del
grano austenítico del acero es muy fino, la temperatura Ms
generalmente disminuye. Las numerosas juntas de grano parecen
oponer un obstáculo a la formación de martensita
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LAS CURVAS TTT
Influencia de la temperatura de austenízación.
La temperatura de austenización tiene una doble influencia en
el retraso cinético de las transformaciones. Por una parte, si el
acero no presenta inhibición al crecimiento de grano, el
aumento de temperatura produce un aumento del tamaño de
grano austenítico, con las consecuencias ya señaladas: retraso
en la cinética de las transformaciones y desplazamiento de la
curva TTT hacia la derecha (en el sentido de los tiempos
crecientes).
Por otra parte, si la temperatura de austenización es muy
elevada, la austenita al homogeneizarse en composición
química se hace más estable, y por ello también se retrasan las
transformaciones perlítica y bainítica: una austenita
inhomogénea presenta mayor probabilidad de que, en
determinados puntos de su masa, las reacciones perlíticas y
bainiticas se inicien prontamente.
Figura VIII.35. Curva T.T.T. de enfriamiento continuo (IRSID).
Acero 0.12% C, 0.79% Mn, 1.23% Si, 0.014% S, 0.011% P, 0.43% Ni,
1.22% Cr, 0.54% Mo, 0.24% Cu, 0.053% As, 0.016% Ti.
Austenizado a 950° C durante media hora. Tamaño de grano 9.
FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LAS CURVAS TTT
Con relación a la transformación martensítica, el aumento en la temperatura de austenización se traduce, en
general, en una disminución de la temperatura Ms.
M S (C )  500  350(%C )  40(% Mn)  35(%V )  20(%Cr )  17(% Ni )  10(%Cu )  10(% Mo)  5(%W )  15(%Co)  30(% Al )
Este efecto, claramente advertido en aceros de alto contenido en carbono y aleados, parece ser debido a que:
— La disolución progresiva de los carburos aumenta el contenido en carbono y aleantes solubilizados en la austenita.
Complementariamente, la austenita resulta más estable por su mayor homogeneidad y exige también mayor salto
térmico para la energía de tipo químico; y ello origina una disminución de la temperatura Ms.
— El efecto inhibidor de los aleantes mantiene un grano austenítico fino.
En cuanto a la austenita residual, el aumento en la temperatura de austenización —con la consiguiente estabilidad de
la austenita— produce casi siempre un aumento en la cantidad de austenita no transformada en el temple. No sólo
por la consiguiente disminución de Ms, sino también por la refractariedad de la austenita a transformarse por debajo
de Ms. Esto es particularmente notable en aceros con alto contenido en carbono y aleantes.
A veces, sin embargo, se observan excepciones a lo expuesto, y un aumento en la temperatura de austenización
origina un grano austenítico muy grande, que, como hemos dicho, afecta a M s , elevando dicha temperatura por
la influencia en la energía de tipo mecánico.
Templabilidad
Dentro de los aceros aleados hay dos hipótesis
1.- Acero hipoeutectoide aleado, con curvas como las de la figura.
Sabiendo que vc=velocidad critica del temple (velocidad más lenta
posible que permite el desarrollo del 1 % M, desde la temperatura de
austenización y que m y n son los retrasos de la transformación perlitica
y bainitica, respectivamente, para que se de el temple la velocidad de
enfriamiento debe librar al menor de los dos segmentos
Acero hipoeutectoide aleado
Para aceros hipoeutectoides de un mismo contenido en carbono C1%, y medianamente aleados, los retrasos en la
transformación perlítica y bainítica pueden considerarse proporcionales, respectivamente, a m y n.
m  (0, 254%C1 ) 1  4,1% Mn 1  2,83% P 1  0, 62% S  (1  0, 64% Si ) 1  2,33% Cr 1  0,52% Ni 1  3,14% Mo 1  0, 27% Cu 
n   0, 272%C1  1  4,1% Mn 1  2,83% P 1  0, 62% S 1  0, 64% Si 1  1,16% Cr 1  0, 52% Ni 1  0, 27% Cu 
Los valores de m y n dictan el valor de vc y nos indican si el acero tendrá templabilidad bainitica suficiente (caso 1) o
templabilidad perlitica suficiente (caso 2)
Los aceros eutectoides -puesto que no contienen productos proeutectoides- presentan una curva perlítica más alejada
del origen de tiempos que la curva perlítica de los aceros hipereutectoides, ya que, en este caso, la cementita
proeutectoide formada acelera por nucleación heterogénea la aparición de los gérmenes de cementita rectores de la
transformación perlítica.
En los aceros poco aleados, las zonas perlítica y bainítica aparecen solapadas. Otro tanto ocurre con las zonas bainítica y
martensítica para aceros más aleados; y ello porque después de formarse la cantidad correspondiente de martensita, se
produce una reacción bainítica en la austenita residual (las deformaciones producidas por las primeras plaquetas de
martensita aceleran algo el mecanismo de formación de bainita).
Esferoidita
Si un acero con microestructura perlítica se calienta hasta una
temperatura inferior a la eutectoide durante un período de
tiempo largo, por ejemplo a 700°C entre 18 y 24 h, se forma
una nueva microestructura denominada esferoidita,
cementita globular o esferoidal (Figura ).
Las partículas de Fe3C aparecen como esferas incrustadas en
una matriz continua de fase α, en lugar de las láminas
alternadas de ferrita y cementita de la perlita o de las
partículas alargadas de Fe3C en una matriz ferrítica como es el
caso de la bainita.
Esta transformación tiene lugar mediante difusión del
carbono sin cambiar la composición o las cantidades relativas
de fases ferrita y cementita. La fuerza impulsora de esta
transformación radica en la disminución del límite de fase αFe3C.
La cinética de la formación de la esferoidita no está incluida
en los diagramas de transformación isotérmica.
Fotomicrografía de un acero con microestructura de esferoidíta. Las
partículas pequeñas son de cementita; la fase continua es ferrita α (x1000).
La Figura resume las transformaciones y las microestructuras producidas. Aquí se supone que la perlita, la bainita y la martensita
resultan de tratamientos de enfriamineto continuo; además, la formación de la bainita sólo es posible en los aceros aleados, no
en los aceros al carbono.
Perlita
gruesa
Perlita
fina
Bainita
superior
Posibles transformaciones de la descomposición de la
austenita. Las flechas continuas indican transformaciones
con difusión y las flechas con trazos indican
transformaciones sin difusión.
Bainita
inferior