120 Questions
¿Cuál es el efecto de la temperatura en la austenita?
Disminuye la templabilidad y la dureza de la martensita final
¿Qué propiedad hace que los aceros de fase dual sean ideales para obtener piezas complejas?
Su capacidad de deformación y tenacidad
¿Qué aleación se utiliza para eliminar el tratamiento térmico de recocido intercrítico?
0,5% Cr y 0,4% de Mo
¿Cuál es el rango de contenido de manganeso en los aceros de fase dual?
Hasta el 2%
¿Qué tipo de tecnología de fabricación se utiliza para obtener piezas metálicas?
Estampación
¿Qué es la matriz superior en el proceso de estampación?
El martillo
¿Qué es la matriz inferior en el proceso de estampación?
El yunque
¿Qué beneficio se obtiene al utilizar aceros de fase dual en lugar de aceros convencionales?
Un peso final un 15% menor
¿Cuál es la razón principal por la que los aceros de aleación media no contienen níquel?
Porque el níquel aumenta el riesgo de tensiones en el acero
¿Qué es el fenómeno que se produce durante el revenido de los aceros de aleación media a temperaturas del orden de 500 ºC?
Un fenómeno de dureza secundaria
¿Cuál es la principal ventaja de templar piezas más gruesas con aceros de aleación media?
Una mayor templabilidad
¿Qué es el resultado de utilizar una temperatura de revenido elevada en los aceros de aleación media?
Un relajamiento de las tensiones internas
¿Cuál es la característica principal del acero con 0,8 %C (de tipo hipereutectoide)?
Es muy resistente al desgaste
¿Qué es lo que se produce durante el revenido a temperaturas elevadas en los aceros de aleación media?
Una mayor precipitación de carburos
¿Cuál es el propósito principal de agregar niobio a los aceros microaleados durante la fabricación?
Incrementar la temperatura de recristalización de la austenita
¿Cuál es la ventaja principal de utilizar aceros de aleación media en servicio a altas temperaturas?
No se ablandan a altas temperaturas
¿Qué es lo que se logra mediante el temple suave en los aceros de aleación media?
Menos distorsión y tensiones
¿Cuál es el resultado de la laminación controlada en los aceros microaleados?
Una austenita altamente deformada, no recristalizada
¿Qué ocurre con la austenita deformada durante la laminación convencional?
Se recristaliza estáticamente en el tiempo entre pasadas
¿Cuál es el rango de temperatura en el que se inicia y finaliza la laminación con recristalización controlada?
1150 ºC - 1050 ºC
¿Qué elemento se utiliza en los aceros microaleados para controlar la temperatura de recristalización de la austenita?
Nb
¿Cuál es el resultado final del proceso de laminación con recristalización controlada?
Una ferrita de grano muy fino
¿Qué se logra con la laminación controlada en comparación con la laminación convencional?
Un intervalo térmico más amplio para realizar las operaciones de laminación y forja
¿Por qué se utiliza la laminación con recristalización controlada en lugar de la laminación controlada?
Porque es más rápido y económico
¿Cuál es el objetivo principal del tratamiento de cementación?
Obtener un importante enriquecimiento en carbono de la zona superficial de la pieza
¿Qué temperatura se requiere para la estampación en caliente?
Una temperatura mayor que la temperatura de recristalización
¿Qué es lo que se consigue al aplicar la estampación en frío?
Una mayor precisión dimensional
¿Qué es lo que se utiliza para realizar operaciones secuenciales de cizallado, perforado, corte de sobrante, doblado, marcado, estampación y embutición?
Troqueles montados en prensa
¿Qué es lo que se aplica a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente?
Estampación en frío
¿Qué es lo que se utiliza para obtener una alta dureza superficial y una buena resistencia a la abrasión y al desgaste?
Cementación
¿Qué es lo que se produce durante la etapa de cementación?
Una reacción en el ambiente que causa la aportación de carbono a la superficie
¿Qué es lo que se enfria de manera adecuada después de la cementación?
El acero
¿Cuál es la temperatura a la que se produce la transformación martensítica en el acero?
RT (temperatura ambiente)
¿Qué sucede con la estructura austenítica en aceros con un 25% Ni cuando se enfrían al aire?
Se mantiene la estructura austenítica
¿Qué es necesario para producir la transformación martensítica en aceros con un 25% Ni?
Deformación
¿Qué sucede con la dureza del acero después de la precipitación de Ni3Mo, Ni3Ti, FeTi, y otros compuestos intermetálicos?
Aumenta
¿Qué elementos son necesarios para el endurecimiento por precipitación en aceros de ultra alta resistencia?
Mo y Ti
¿Qué efecto tiene el Co en la solubilidad del Mo y Ti en aceros de ultra alta resistencia?
Disminuye la solubilidad
¿Qué sucede si se deja el acero a la temperatura de precipitación por un tiempo excesivo?
La martensita se transforma en austenita
¿Qué propiedad tienen los aceros de ultra alta resistencia?
Son forjables con facilidad
¿Cuál es el objetivo principal del proceso de carbonitruración?
Enriquecer simultáneamente la superficie de la pieza en C y N
¿Por qué las capas que se consiguen con el proceso de carbonitruración son más finas que las cementadas?
Porque el nitrógeno interfiere frenando el proceso de difusión del carbono por la red de la austenita
¿Cuál es la composición química similar a los aceros para cementación?
Aceros para carbonitruración
¿Cuál es la temperatura a la que se realiza el proceso de carbonitruración?
750-850 ºC
¿Cuál es la profundidad de capa endurecida que se consigue con el proceso de carbonitruración?
0,1-0,75 mm
¿Qué tipo de atmósferas se utilizan en el proceso de carbonitruración?
Atmósferas ricas en gases con carbono, junto con amoniaco
¿Cuál es el tiempo de tratamiento típico para el proceso de carbonitruración?
1-4 horas
¿Qué norma española se utiliza para designar los aceros para cementar?
UNE-36009
¿Cuál es el objetivo principal de agregar niobio a los aceros microaleados?
Incrementar la temperatura de recristalización de la austenita
¿Qué característica se obtiene en la estructura final al utilizar la laminación con recristalización controlada?
Una ferrita de grano muy fino
¿Cuál es el rango de temperatura en el que se inicia y finaliza la laminación con recristalización controlada?
1150 ºC - 1050 ºC
¿Qué sucede con la austenita deformada durante la laminación convencional?
Se recristaliza estáticamente
¿Qué es lo que se obtiene al final del proceso de deformación en la laminación controlada?
Una austenita no recristalizada
¿Qué elemento se utiliza en los aceros microaleados para controlar la temperatura de recristalización de la austenita?
Niobio
¿Qué es lo que se logra con la laminación controlada en comparación con la laminación convencional?
Una estructura ferrítica de grano más fino
¿Por qué se utiliza la laminación con recristalización controlada en lugar de la laminación controlada?
Porque es más rápido y económico
¿Cuál es la razón principal por la que los aceros con %C > 0,30 deben ser desoxidados?
Para evitar el desprendimiento de gases durante la solidificación
¿Qué sucede con la tenacidad del acero cuando se aumenta el contenido en carbono?
Disminuye
¿Qué es el propósito principal de agregar aluminio en la fabricación de aceros?
Actuar como afinante de grano de la ferrita
¿Qué tipo de inclusiones son indeformables hasta unos 1200 ºC?
Óxidos tipo espinela
¿Qué sucede con la dureza del acero cuando se aumenta el contenido en carbono?
Aumenta
¿Qué es el resultado de la adición de Mn en los aceros al carbono?
Afinar el tamaño de grano de la ferrita
¿Qué es la fórmula que se utiliza para calcular el contenido en carbono equivalente en los aceros de fácil soldabilidad?
CE = %C + %Mn/6 + (%Cr+%Mo+%V)/5 + (%Ni+%Cu)/15
¿Qué sucede con los silicatos cuando se aumenta la temperatura?
Se deforman a mayores temperaturas
¿Cuál es la principal ventaja de la nitruración en comparación con la cementación?
Proporciona una capa superficial de elevadísima dureza
¿Qué elemento se utiliza comúnmente para proporcionar una gran dureza y una capa superficial con baja tenacidad?
Al
¿Qué tipo de aceros pueden nitrurarse además de los aceros de nitruración?
Todos los anteriores
¿Cuál es la principal desventaja de la nitruración en comparación con otros procesos de tratamiento térmico?
Requiere una mayor cantidad de aleantes
¿Qué es lo que se produce durante el procesamiento de la nitruración?
Precipitación de nitruros
¿Qué es lo que se logra con la aplicación de la nitruración en piezas de acero?
Una gran resistencia frente al desgaste y a la abrasión
¿Qué tipo de acero se utiliza comúnmente para la nitruración?
Aceros de nitruración
¿Qué es lo que se aplica a piezas de acero para proporcionar una capa superficial de elevadísima dureza?
Nitruración
¿Cuál es el rango de contenido de carbono en los aceros de baja aleación y muy alta resistencia?
0,30-0,45%C
¿Qué elemento se utiliza en algunos aceros de ultra alta resistencia para obtener un grano fino durante el tratamiento?
Vanadio
¿Cuál es el objetivo principal del tratamiento de temple y revenido en los aceros de baja aleación y muy alta resistencia?
Retener suficiente plasticidad y tenacidad
¿Qué sucede cuando se aumenta considerablemente la cantidad de silicio en los aceros de ultra alta resistencia?
Se mejora la templabilidad y la resistencia del acero
¿Por qué es importante realizar un temple escalonado en la zona de la “bahía” del diagrama TTT?
Para evitar niveles elevados de tensiones internas
¿Qué sucede cuando se da un revenido a unos 300ºC en los aceros de ultra alta resistencia?
Se mejora la tenacidad y la relajación de tensiones
¿Cuál es la temperatura a la que se realiza el tratamiento de temple y revenido en los aceros de baja aleación y muy alta resistencia?
Del orden de 200ºC
¿Qué elementos aleantes se utilizan en algunos aceros de ultra alta resistencia para mejorar la templabilidad?
Cr-Mo o Cr-Ni-Mo
¿Cuál es el elemento que se utiliza para obtener una gran dureza superficial y una baja tenacidad?
Al
¿Qué tipo de aceros pueden nitrurarse?
Aceros de herramientas con 5% Cr
¿Cuál es el rango de contenido de carbono en el acero 24CrMo13-6?
0,20-0,27%
¿Cuál es la ventaja principal de la nitruración?
Incrementa la dureza superficial y la resistencia al desgaste
¿Qué acontece con las dislocaciones durante la nitruración?
Se frenan las dislocaciones
¿Qué es lo que se produce durante el proceso de nitruración?
Una capa superficial de elevadísima dureza
¿Cuál es la temperatura máxima a la que se pueden trabajar las piezas nitruradas?
Temperaturas razonablemente elevadas
¿Qué es lo que se logra con la aplicación de la nitruración?
Una alta dureza superficial y una buena resistencia al desgaste
¿Cuál es la principal ventaja de la cementación líquida en comparación con la cementación sólida?
Es un proceso más rápido
¿Qué ocurre durante el proceso de cementación en un ambiente gaseoso?
Se produce una reacción química entre los gases y la superficie del acero
¿Por qué la cementación sólida no es adecuada para la producción en masa?
Porque es un proceso muy caro
¿Qué es lo que se utiliza para controlar la profundidad de capa cementada en la cementación líquida?
El tiempo de tratamiento
¿Cuál es la principal desventaja de la cementación líquida?
Es difícil limpiar las piezas tras el tratamiento
¿Qué tipo de acero es adecuado para la cementación?
Aceros que favorezcan la formación de un grano austenítico fino
¿Cuál es el rango de temperatura en el que se realiza la cementación sólida?
850-1000 ºC
¿Por qué la cementación en un ambiente gaseoso es el tipo de cementación más utilizado?
Porque se puede tratar piezas complejas
¿Cuál es el porcentaje de cromo que presentan los aceros de aleación media?
4-5%
¿Qué fenómeno se produce durante el revenido de los aceros de aleación media a temperaturas del orden de 500 ºC?
Dureza secundaria
¿Cuál es la principal ventaja de utilizar aceros de aleación media en servicio a altas temperaturas?
No se ablandan a altas temperaturas
¿Qué tipo de acero se emplea en cojinetes de motores?
Acero hipereutectoide
¿Qué elemento se omite en los aceros de aleación media?
Níquel
¿Cuál es la principal ventaja de templar piezas más gruesas con aceros de aleación media?
Mayor templabilidad
¿Qué se produce al utilizar una temperatura de revenido elevada en los aceros de aleación media?
Relajación de tensiones
¿Cuál es la principal ventaja de los aceros de aleación media respecto a los aceros de baja aleación?
Mejor templabilidad
¿Cuál es el efecto principal del niobio en los aceros microaleados?
Incrementar la temperatura de recristalización de la austenita
¿Qué tipo de laminación se utiliza en aceros microaleados con V y/o Ti?
Laminación con recristalización controlada
¿Cuál es el resultado final del proceso de laminación con recristalización controlada?
Una ferrita de grano muy fino
¿Qué temperatura es necesaria para lograr la recristalización de la austenita?
Menos de 1050 ºC
¿Qué es lo que se consigue al interrumpir la laminación de la chapa en la laminación controlada?
Una austenita no recristalizada de grano fino
¿Cuál es la ventaja principal de la laminación con recristalización controlada en comparación con la laminación controlada?
Es más rápido y económico
¿Qué es lo que sucede con la austenita deformada durante la laminación convencional?
Se recristaliza estáticamente
¿Cuál es el rango de temperatura en el que se inicia y finaliza la laminación con recristalización controlada?
Entre 1050 ºC y 1150 ºC
¿Cuál es la característica principal de los aceros de ultra alta resistencia con Ni-Co?
Son aleaciones de muy bajo contenido en carbono
¿Qué es lo que se produce durante el revenido de los aceros de alta aleación con Ni-Co?
La precipitación de compuestos intermetálicos
¿Cuál es la función principal del niobio en los aceros microaleados?
Controlar la temperatura de recristalización de la austenita
¿Qué es lo que caracteriza a los aceros maraging?
Un contenido bajo en carbono y la presencia de elementos de aleación como el Ni y el Co
¿Cuál es la temperatura máxima a la que se puede utilizar a los aceros de ultra alta resistencia con Ni-Co?
540 ºC
¿Qué es lo que se obtiene al agregar Mo y Ti a los aceros de ultra alta resistencia?
Una mayor precipitación de compuestos intermetálicos
¿Cuál es el resultado del revenido a temperaturas elevadas en los aceros de alta aleación con Ni-Co?
La precipitación de compuestos intermetálicos
¿Qué es lo que se logra al utilizar la laminación con recristalización controlada en los aceros de ultra alta resistencia?
Una mayor homogeneidad en la estructura cristalina
Study Notes
Aceros Microaleados (HSLA)
- El proceso de laminado en caliente puede ser controlado de dos formas:
- Laminación controlada: se obtiene una austenita altamente deformada, no recristalizada.
- Laminación con recristalización controlada: se obtiene una austenita recristalizada, de grano muy fino.
- El efecto más importante de los microaleantes durante la fabricación de estos aceros es el control de la temperatura de recristalización de la austenita.
- El niobio es el elemento que más incrementa la temperatura de recristalización, permitiendo realizar las operaciones de laminación y forja controladas en un intervalo térmico más amplio.
- La matriz ferrítica proporciona buena conformabilidad, resistencia a fatiga, soldabilidad y capacidad de absorción de energía.
Aceros de Fase Dual (DPLA)
- Para eliminar el tratamiento térmico de recocido intercrítico, se alean con 0,5% Cr y 0,4% de Mo para poder enfriar directamente desde la temperatura de finalización de la laminación y obtener las microestructuras buscadas.
- La mayoría de aceros de fase dual en el mercado pueden considerarse aceros aleados.
- Aceros al Cr-Mo, si se emplean en bruto de laminación (enfriando desde la temperatura de laminación).
- Aceros al Mo-V si se tratan térmicamente (recocidos intercríticos).
Proceso de Estampación de Metales
- La estampación es una tecnología de fabricación automatizada que permite obtener piezas metálicas sometiendo al material a compresión entre dos moldes (estampas o matrices).
- La matriz superior o martillo, se desliza sobre una guía, la otra, denominada estampa inferior o yunque es fija.
- Mediante la aplicación de presión progresiva o percusión entre ambas estampas se obtienen piezas con las geometrías deseadas.
- Se aplica a procesos de producción en serie.
Aceros de Cementación
- La cementación es un tratamiento termoquímico cuyo objetivo es conseguir un importante enriquecimiento en carbono de la zona superficial de la pieza.
- El alto contenido en carbono proporciona una elevada dureza superficial y una buena resistencia a la abrasión y al desgaste.
- Consiste en calentar el acero a una temperatura suficientemente alta dentro de la zona austenítica y se deja un tiempo adecuado para que el carbono entre por difusión.
- Después, deberá enfriarse de manera adecuada.
Aceros de Ultra Alta Resistencia
- Los aceros de aleación media tienen varias ventajas respecto de los aceros de baja aleación:
- Pueden templarse piezas más gruesas.
- Puede hacerse un temple más suave, con menos distorsión y tensiones.
- Durante el revenido se produce una mayor relajación de tensiones.
- Puesto que la precipitación se produce a temperatura elevada, pueden trabajar en servicio a altas temperaturas.
- El acero con 0,8 %C (de tipo hipereutectoide) es muy resistente al desgaste y se emplea en cojinetes de motores.
- Se calientan hasta la zona austenítica, a 800-850 ºC (tratamiento de “solución”).
- Por enfriamiento al aire hasta RT se produce una transformación martensítica.
- Después de obtener la estructura martensítica, se calienta el acero durante 2-4 horas a temperaturas del orden de 500ºC (revenido o “maduración”: aging).
Aceros con Contenido de Carbono Superior a 0,30
• Los aceros con contenido de carbono superior a 0,30 deben ser desoxidados para evitar desprendimientos gaseosos durante la solidificación. • Estos aceros no contienen elementos aleantes y tienen baja templabilidad, por lo que no se utilizan en estado de temple y revenido.
Propiedades Mecánicas de los Aceros al Carbono
• Al aumentar el contenido de carbono en los aceros, se aumenta el porcentaje de perlita, lo que conlleva un aumento en el límite elástico, la dureza y la resistencia mecánica del acero. • La adición de manganeso (Mn) afina el tamaño de grano de la ferrita y aumenta el porcentaje de perlita, contribuyendo al endurecimiento del acero. • El aluminio (Al) actúa como afinante de grano de la ferrita y desoxidante del acero. • Aunque el aumento del contenido de carbono endurece el acero, reduce drásticamente la tenacidad y la capacidad del acero para ser soldado.
Influencia del Contenido de Inclusiones en los Aceros al Carbono
• Las inclusiones de alúmina y otros aluminatos son frágiles e indeformables. • Los óxidos tipo espinela son indeformables hasta unos 1200 ºC, aunque pueden deformarse a mayores temperaturas. • Los óxidos de hierro y manganeso tienen escasa deformabilidad. • Los silicatos son frágiles a temperatura ambiente, pero pueden deformarse al subir la temperatura.
Aceros Microaleados (HSLA)
• El proceso de laminado en caliente puede llevarse a cabo de dos formas: laminación controlada y laminación con recristalización controlada. • La laminación controlada se utiliza para aceros con alta temperatura de recristalización, y se utiliza niobio para controlar la temperatura de recristalización. • La laminación con recristalización controlada se utiliza para aceros con vanadio (V) y titanio (Ti), y se caracteriza por una mayor velocidad y economía.
Aceros de Nitruración
• La nitruración es un proceso que proporciona una capa superficial de elevadísima dureza y resistencia a la corrosión. • Los aceros de nitruración se clasifican según su composición química y se utilizan en aplicaciones que requieren alta resistencia y dureza. • La carbonitruración es un proceso que combina la cementación y la nitruración, y se utiliza para obtener capas superficiales endurecidas con alta resistencia y dureza.
Aceros de Ultra Alta Resistencia
• Los aceros de ultra alta resistencia se caracterizan por su baja aleación y tratamientos de temple y revenido bajos. • Estos aceros tienen contenidos de carbono medio-bajo y niveles bajos de impurezas para mantener una alta resistencia y tenacidad. • La cantidad variable de elementos aleantes, como cromo (Cr) y molibdeno (Mo), mejora la templabilidad y la resistencia del acero.
Aceros Microaleados (HSLA)
- El proceso de laminado en caliente puede ser conducido de dos formas:
- Laminación controlada: se obtiene una austenita altamente deformada, no recristalizada.
- Laminación con recristalización controlada: se obtiene una austenita recristalizada, de grano muy fino.
- El efecto más importante de los microaleantes durante la fabricación de estos aceros es el control de la temperatura de recristalización de la austenita.
- El niobio es el elemento que más incrementa la temperatura TR, permitiendo realizar las operaciones de laminación y forja controladas en un intervalo térmico más amplio.
Aceros de Cementación
- Las técnicas de cementación pueden realizarse empleando agentes carburantes sólidos, líquidos o gaseosos.
- En la cementación sólida, las piezas se introducen en cajas y se cubren de carbón vegetal o coque, por ejemplo.
- En la cementación líquida, las piezas se sumergen en un horno de sales de cianuro y carbonatos de K y Na, que al descomponerse liberan carbono, que se difundirá en la pieza.
- En la cementación en un ambiente gaseoso, se usan hidrocarburos gaseosos o líquidos altamente vaporizables.
Aceros de Nitruración
- La nitruración proporciona una capa superficial de elevadísima dureza, frecuentemente superior a la alcanzable mediante cementación.
- La aplicación de este proceso no produce distorsión alguna en las piezas.
- Las piezas nitruradas pueden trabajar en servicio a temperaturas razonablemente elevadas (pero siempre inferiores a las utilizadas en el proceso).
Aceros de Ultra Alta Resistencia
- Los aceros de aleación media presentan ventajas respecto a los aceros de baja aleación:
- Pueden templarse piezas más gruesas (tienen más templabilidad).
- Puede hacerse un temple más suave, con menos distorsión y tensiones.
- Durante el revenido se produce una mayor relajación de tensiones.
- Los aceros de aleación media tienen propiedades mecánicas más elevadas y pueden trabajar en servicio a altas temperaturas.
Aceros Maraging
- Su nombre es una abreviatura de “martensite age hardening”.
- Son aleaciones de muy bajo contenido en carbono (< 0,03%), basadas en el diagrama Fe-Ni.
- Estas aleaciones endurecen por temple y posterior precipitación en la matriz de compuestos intermetálicos.
- Tienen del orden de 18% Ni (hay variantes del 20% Ni y del 25% Ni) e incorporan cantidades variables de Mo, Ti, Co, Nb y Al.
- Las características principales de los aceros maraging son:
- Altísimas características mecánicas.
- Tratamiento térmico sencillo.
- Buena aptitud para el conformado y mecanizado.
- Fácilmente soldables.
- Buena resistencia a oxidación (hasta 540 ºC) y a corrosión.
Aprende sobre el proceso de laminado en caliente de aceros microaleados, incluyendo la laminación controlada y no controlada. Descubre cómo se obtienen estructuras ferríticas de grano fino.
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