El término temple se refiere a un tratamiento térmico en el que un material se enfría rápidamente en agua, aceite o aire para obtener ciertas propiedades del material, especialmente la dureza . En las aleaciones ferrosas, el temple se usa más comúnmente para endurecer el acero mediante la introducción de martensita , mientras que las aleaciones no ferrosas generalmente se volverán más suaves de lo normal. Por encima de esta temperatura crítica, un metal está parcial o totalmente austenitizado, la velocidad de enfriamiento del acero debe ser rápida para permitir que la austenita se transforme en bainita o martensita metaestable.
La selección de un medio de extinción depende de la templabilidad de la aleación en particular, el grosor y la forma de la sección involucrada y las velocidades de enfriamiento necesarias para lograr la microestructura deseada.
La martensita es una estructura metaestable muy dura con una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo (BCT). La martensita se forma en los aceros cuando la velocidad de enfriamiento de la austenita es tan alta que los átomos de carbono no tienen tiempo para difundirse fuera de la estructura cristalina en cantidades suficientemente grandes para formar cementita (Fe3C). Por tanto, es producto de una transformación sin difusión . Cualquier difusión da como resultado la formación de fases de ferrita y cementita. Lleva el nombre del metalúrgico alemán Adolf Martens (1850-1914).
La microestructura de la martensita en los aceros tiene diferentes morfologías y puede aparecer como martensita de listones o martensita de placa. Para el acero con 0-0,6% de carbono, la martensita tiene la apariencia de una malla y se llama martensita de malla . Para acero con más del 1% de carbono, formará una estructura en forma de placa llamada martensita de placa . La placa de martensita, como su nombre indica, se forma como cristales lenticulares (en forma de lente) con un patrón en zigzag de placas más pequeñas. Entre esos dos porcentajes, la apariencia física de los granos es una mezcla de los dos. La fuerza de la martensita se reduce a medida que aumenta la cantidad de austenita retenida.
Transformación martensítica
El endurecimiento por transformación , también conocido como endurecimiento por transformación martensítica, es uno de los métodos más comunes de endurecimiento, que se utiliza principalmente para aceros (es decir, aceros al carbono y aceros inoxidables). Sin embargo, la transformación martensítica no es exclusiva de las aleaciones de hierro y carbono. Se encuentra en otros sistemas y se caracteriza, en parte, por la transformación sin difusión.
Los aceros martensíticos utilizan predominantemente niveles más altos de C y Mn junto con tratamiento térmico para aumentar la resistencia. El producto terminado tendrá una microestructura dúplex de ferrita con niveles variables de martensita degenerada. Esto permite diferentes niveles de fuerza. En metalurgia, el temple se usa más comúnmente para endurecer el acero mediante la introducción de martensita. Existe un equilibrio entre dureza y tenacidad en cualquier acero; cuanto más duro es el acero, menos tenaz o resistente a los impactos es, y cuanto más resistente a los impactos, menos duro es.
La martensita se produce a partir de austenita como resultado del enfriamiento rápido u otra forma de enfriamiento rápido. La austenita en las aleaciones de hierro y carbono generalmente solo está presente por encima de la temperatura eutectoide crítica (723°C) y por debajo de 1500°C, dependiendo del contenido de carbono. En el caso de velocidades de enfriamiento normales, a medida que la austenita se enfría, el carbono se difunde fuera de la austenita y forma carburo de hierro rico en carbono (cementita) y deja ferrita pobre en carbono. Dependiendo de la composición de la aleación, se puede formar una capa de ferrita y cementita, llamada perlita. Pero en caso de enfriamiento rápido, el carbono no tiene tiempo suficiente para difundirse y se transforma en una forma tetragonal centrada en el cuerpo muy tensa llamada martensita que está sobresaturada con carbono. Todos los átomos de carbono permanecen como impurezas intersticiales en la martensita.
Ejemplo: acero inoxidable martensítico
Los aceros inoxidables martensíticos son similares a los aceros ferríticos en que se basan en cromo, pero tienen niveles de carbono más altos hasta el 1%. A veces se clasifican como aceros inoxidables martensíticos con bajo y alto contenido de carbono. Contienen de 12 a 14% de cromo, de 0,2 a 1% de molibdeno y ninguna cantidad significativa de níquel. Cantidades más altas de carbono permiten que se endurezcan y revengan de forma muy similar a como lo hacen los aceros al carbono y de baja aleación. Tienen una resistencia a la corrosión moderada , pero se consideran duros, fuertes y ligeramente quebradizos . Son magnéticos y pueden probarse de forma no destructiva mediante el método de inspección por partículas magnéticas, a diferencia del acero inoxidable austenítico. Un acero inoxidable martensítico común es el AISI 440C, que contiene de 16 a 18% de cromo y de 0,95 a 1,2% de carbono. El acero inoxidable de grado 440C se utiliza en las siguientes aplicaciones: bloques de calibre, cubiertos, rodamientos de bolas y pistas, moldes y matrices, cuchillos.
Martensita templada
La capacidad relativa de una aleación ferrosa para formar martensita se denomina templabilidad. La templabilidad se mide comúnmente como la distancia debajo de una superficie templada a la que el metal exhibe una dureza específica de 50 HRC, por ejemplo, o un porcentaje específico de martensita en la microestructura. La dureza más alta de un acero perlítico es de 43 HRC, mientras que la martensita puede alcanzar 72 HRC. Martensita fresca es muy frágil si el contenido de carbono es superior a aproximadamente 0,2 a 0,3%. Es tan frágil que no se puede utilizar para la mayoría de las aplicaciones. Esta fragilidad se puede eliminar (con cierta pérdida de dureza) si el acero templado se calienta ligeramente en un proceso conocido como templado. El revenido se logra calentando un acero martensítico a una temperatura por debajo del eutectoide durante un período de tiempo específico (por ejemplo, entre 250°C y 650°C).
Este tratamiento térmico de templado permite, mediante procesos de difusión, la formación de martensita templada, según la reacción:
martensita (BCT, monofásica) → martensita templada ( fases ferrita + Fe3C)
donde la martensita BCT monofásica, que está sobresaturada con carbono, se transforma en la martensita templada , compuesta por las fases estables de ferrita y cementita. Su microestructura es similar a la microestructura de la esferidita, pero en este caso la martensita templada contiene partículas de cementita extremadamente pequeñas y uniformemente dispersas incrustadas dentro de una matriz de ferrita continua. La martensita templada puede ser casi tan dura y fuerte como la martensita pero con una ductilidad y dureza sustancialmente mejoradas.
Esperamos que este artículo, Acero templado – Acero templado , le ayude. Si es así, danos un me gusta en la barra lateral. El objetivo principal de este sitio web es ayudar al público a conocer información importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.
