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# CAPÍTULO IX # REVENIDO 96. Los aceros después del temple suelen quedar generalmente demasiado duros y frágiles para los usos a que van a ser destinados. Estos inconvenientes se corrigen por medio del revenido, que es un tratamiento que consiste en calentar el acero a una temperatura más baja que...

# CAPÍTULO IX # REVENIDO 96. Los aceros después del temple suelen quedar generalmente demasiado duros y frágiles para los usos a que van a ser destinados. Estos inconvenientes se corrigen por medio del revenido, que es un tratamiento que consiste en calentar el acero a una temperatura más baja que su temperatura crítica inferior _Acı_, enfriandolo luego generalmente al aire y otras veces en aceite o agua, según la composición. El objeto del revenido no es eliminar los efectos del temple sino modificarlos, disminuyendo la dureza y resistencia, aumentando la tenacidad y eliminando también las tensiones internas que tienen siempre los aceros templados. Para comprender el fundamento de este tratamiento, es interesante estudiar el efecto que ejerce sobre las propiedades mecánicas del acero y sobre su microestructura. ## Temperaturas A diagram of a graph of the temperature of steel over time with five lines: 1. A straight horizontal at the "Temperatura critica superior" 2. A straight horizontal at the "Temperatura critica inferior" 3. A line that looks like a sharp incline and fast decline that peaks at "Temple" 4. A line that looks like a sharp peak that peaks at "Revenido" 5. A horizontal line marked "Tiempos" ### FIGURA 226 Esquema del temple y revenido de los aceros ## TRATAMIENTOS TÉRMICOS DELOS ACEROS # 97. Modificación de las características mecánicas Comenzaremos estudiando primero la influencia que el revenido ejerce sobre las propiedades de los aceros al carbono templados, recordando que estos aceros después de un temple teóricamente perfecto, están constituidos por cristales de martensita. El acero en esa forma es muy resistente, pero tiene muy poca ductilidad y tenacidad. Si el acero templado se vuelve a calentar a diferentes temperaturas comprendidas entre la temperatura ambiente y 700°, y después se enfría al aire, la resistencia a la tracción disminuye progresivamente a medida que se eleva la temperatura del revenido y al mismo tiempo aumenta la ductilidad y la tenacidad. ### FIGURA 227 Influencia del revenido sobre las características mecánicas de los aceros al carbono de construcción templados. La resistencia al choque o resiliencia, que es generalmente muy baja cuando el revenido se hace a temperaturas inferiores a 450º, aumenta en cambio notablemente cuando el revenido se efectúa a temperaturas más elevadas. En la figura 227 se pueden ver las variaciones que experimentan las propiedades mecánicas de los aceros al carbono de 0,25% a 0,65% de C en función de la temperatura de revenido. Un acero de 0,45% de carbono, por ejemplo, templado en agua tiene aproximadamente una dureza de 550 Brinell y una resistencia de 190 Kg por milímetro cuadrado, y después de ser revenido a 300º, queda aproximadamente con 150 Kg/mm² de resistencia, 7,5% de alargamiento y 3Kgm/cm² de resiliencia; con un revenido de 500°, queda con 110 Kg por metro cuadrado de resistencia, 12% de alargamiento y 7,5 Kgm/cm² de resiliencia, y si la temperatura de revenido se eleva a 600°, quedará con R = 85 Kg/mm², A = 15,5% y p = 13,6 Kgm/cm². La pérdida de dureza que experimentan con el revenido los aceros al carbono de herramientas de 0,70% a 1,30% de C templados, se puede ver en la figura 228. En ciertos aceros especiales de alta aleación en los que después del temple queda además de martensita algo de austenita residual sin transformar, se presenta un curioso fenómeno de aumento de dureza cuando el revenido se hace en la zona de temperaturas comprendida entre 350° y 550° (fig. 229, curva 1). Entonces la austenita residual de baja dureza se transforma en otros constituyentes, apreciándose por ese motivo un sensible aumento de dureza (dureza secundaria). En las curvas de revenido correspondientes al acero de 13% de cromo (curvas 2 y 3, fig. 229), se ve que cuanto más elevada es la temperatura de austenización, menor es la dureza que se obtiene después del temple, por ser mayor la cantidad de austenita residual que queda sin transformar. Luego, al efectuarse el revenido, es mayor el aumento de dureza cuanto más elevada haya sido la temperatura de temple, debido a que entonces es mayor que en otros casos el porcentaje de austenita residual blanda (fig. 252), que se transforma en otras estructuras más duras, # 98. Modificaciones de volumen en el revenido Los aceros por efecto de las transformaciones que experimentan en el revenido, en general se contraen. En la figura 230 puede verse lo que ocurre con diversos aceros al carbono. En el gráfico se señalan en abscisas las temperaturas de revenido y en ordenadas las dilataciones o contracciones que el acero experimenta por efecto del revenido. La primera anotación corresponde a los aceros en bruto de laminación y la segunda a los aceros templados, pudiendo observarse la dilatación que todos ellos experimentan en el temple, y la contracción que experimentan en el revenido. En los aceros al carbono que después del temple tienen algo de austenita residual (0,98 y 1,30% de carbono), se observa una variante en la zona de 150° a 225°, debido a que, en lugar de austenita se transforma en otros constituyentes, y el acero, entonces, esa austenita como en los demás casos, se dilata. En las figuras 231 y 232 se ven los gráficos obtenidos en un dilatómetro Chevenard diferencial. # 99. Modificación de los constituyentes microscópicos Las variaciones de características que experimentan los aceros por efecto del revenido son debidas a cambios de microestructuras que consisten principalmente, en la descomposición más o menos completa de la martensita que se había obtenido en el temple y que se transforma en otros constituyentes más estables (fig. 234 a 237). ## FIGURA 231 Estudio dilatométrico-diferencial del revenido de un acero al carbono templado a 1.000° en agua. Se observa en la zona 220°-290° la transformación de la austenita residual. ## FIGURA 232 Estudio dilatométrico-diferencial del revenido de un acero al carbono templado a 780° en agua. No se aprecia la existencia de austenita después del temple. Durante muchos años se pensó que la martensita, que se formaba en el temple, se transformaba, luego, en el revenido en troostita y sorbita según fuera la temperatura en que estuviera presente, se transformaba en el revenido sucesivamente en martensita, troostita y sorbita. Se daban esas interpretaciones porque con los microscopios ópticos se observaban constituyentes que parecían ser los que acabamos de señalar y era natural que se pensara de esa manera. Las figuras 233 y 238 señalan el antiguo criterio que se tenía sobre las transformaciones que se producen en el revenido. A continuación (figs. 234 a 237) se estudian las microestructuras obtenidas después del revenido de un acero templado de 0,90% de carbono, observadas en un microscopio óptico normal con 1.000 aumentos. Se observa que la estructura obtenida en el temple es una martensita blanca difícil de resolver con pocos aumentos, sobre todo si la estructura es fina y no hay austenita retenida (fig. 234). Al estudiar el revenido se puede ver a 2000-2500 un ligero oscurecimiento de las agujas de martensita (fig. 235) debido a la transformación de la martensita de red tetragonal en martensita de red cubica, transformación que muchos autores denominan transformación de martensita alfa en martensita beta. Al continuar el revenido, cap. ix. revenido 247 a unos 4000, se observa un oscurecimiento muy intenso (fig. 236). Antiguamente se pensaba que correspondía a la formación de troostita. Luego, al aumentar la temperatura de revenido, se acentúa y desarrollarrolla la coalescencia de la cementita. Antiguamente a esta microestructura que se formaba a 6000-6500 se le denominaba sorbitica (fig. 237). ## FIGURA 234 × 1.000 Templado a 780°, con enfriamiento en agua. Martensita alfa (blanca). ## FIGURA 235 × 1.000 Templado y revenido a 215°. Martensita beta (oscura). ## FIGURA 236 × 1.000 Templado y revenido a 450°. Antiguamente se decía que esta estructura estaba constituida por troostita y sorbita. ## FIGURA 237 × 1.000 Templado y revenido a 650°. Antiguamente se decía que esta estructura era sorbítica. _Microfotografias de un acero eutectoide templado y revenido a diversas temperaturas. (Vilella.)_ ### Modernas teorías sobre las transformaciones que ocurren en el revenido Recientemente, con ayuda del microscopio electrónico y de los rayos X, se han podido estudiar con más detalle todos estos fenómenos. Se han dado nuevas interpretaciones y se ha llegado actualmente a la conclusión de que el revenido se produce en tres etapas principales. 1) **La primera etapa** se realiza a bajas temperaturas, inferiores a 300°, y en ella se precipita un carburo de hierro ε (épsilon) y el contenido en carbono de la martensita baja a C = 0,25 %. El carburo épsilon cristaliza en el sistema hexagonal; su fórmula es Fe2,4 C y es un carburo diferente de la cementita Fe3 C. Esa precipitación del carburo épsilon se realiza en los límites de los subgranos heredados de la austenita, los cuales se siguen manifestando en la martensita. En esa fase la formación de carburo épsilon origina, como ya se ha indicado, una pérdida importante de carbono en la martensita, que al final de esta fase queda aproximadamente con 0,25 % de carbono y su red tetragonal se transforma en red cúbica (figuras 238 y 250). ### FIGURA 238 Principales etapas y transformaciones que sufren los aceros en el revenido. (Ver figura 250). 2) **La segunda etapa solo se presenta cuando aparece austenita retenida en la microestructura del acero templado, y en esa etapa la austenita retenida se transforma en bainita. La zona de temperaturas en que se produce esta segunda etapa solapa a las temperaturas en que se producen las etapas primera y tercera. Esa bainita, al ser luego calentada en la tercera etapa a altas temperaturas, sufre también una precipitación de carburo de hierro con formación final de cementita y de ferrita. 3) **En la tercera etapa** el carburo ε que apareció en la primera etapa, se transforma en cementita Fe3 C. Al aumentar progresivamente la temperatura del acero se forma primero un precipitado de cementita en los límites de las agujas de martensita y también en su interior (figs. 239 y 240). Luego, al aumentar la temperatura se redisuelve la cementita del interior de las agujas, mientras se engruesa, en cambio, la cementita que envuelve a la martensita. Luego, al continuar elevándose todavía más la temperatura, se va rompiendo la envolvente de cementita, que se va presentando cada vez más discontinua en las zonas límites de las antiguas agujas de martensita. Al progresar el calentamiento, la coalescencia y globulización de la cementita prosigue, y a 600°, con grandes aumentos, es ya clara y definida y la matriz queda ya constituida por ferrita. Al final la martensita se ha transformado en cementita y ferrita. ## FIGURA 239 × 5.000 Microfotografías electrónicas de un acero F-123 con C = 0,32%; Cr = 0,65%; Ni = 2,38% templado a 815º en aceite y revenido a 300°. Se observa una fuerte precipitación de cementita en los bordes de las agujas de martensita que coincide con un mínimo de resiliencia y máxima fragilidad. (INTA.) (Figura 257). ## FIGURA 240 × 10.000 Microfotografías electrónicas de un acero de 0,30% de carbono, templado y revenido a diversas temperaturas. Se observa la influencia de la temperatura y de la duración del revenido en la coalescencia y globulización de la cementita. E. D. HYAM Y J. NUTTING En las figuras 241, 1, 2, 3 y 4 se ve con grandes aumentos (10.000) la evolución que experimenta la microestructura de un acero templado de 0,30% de carbono, con el revenido a temperaturas variables de 500° a 700°. ## FIGURA 241-1 × 10.000 Revenido a 500° durante media hora. ## FIGURA 241-2 × 10.000 Revenido a 500° durante 100 horas. ## FIGURA 241-3 × 10.000 Revenido a 600° durante 100 horas. ## FIGURA 241-4 × 10.000 Revenido a 700° durante 100 horas. _Microfotografias electrónicas de un acero de 0,30 % de carbono, templado y revenido a diversas temperaturas. Se observa la influencia de la temperatura y de la duración del revenido en la coalescencia y globulización de la cementita._ _E. G. HYAN Y J. NUTTING_ En los revenidos, la martensita obtenida en el temple, va perdiendo carbono que aparece primero en forma de carburo «épsilon» y luego en forma de cementita. En los aceros al carbono después del revenido a 650° los constituyentes fundamentales son ferrita y cementita, que al ser observados con pocos aumentos presentan un aspecto muy difuso, que con los microscopios ópticos y con menos de 1.000 aumentos son muy difíciles de reconocer. En los aceros de alta aleación se presenta otra cuarta etapa, en las altas temperaturas de revenido, que corresponde a la precipitación de carburos de aleación que dan lugar a un endurecimiento secundario, como ya hemos dicho anteriormente, con microscopios electrónicos y aparatos de difracción de rayos X. Esas transformaciones no se pueden observar con los microscopios ópticos ordinarios de 100 a 1.000 aumentos, que son los que se usan normalmente en la práctica industrial. Por tanto se considera que los constituyentes que aparecen en el revenido son diferentes de los que se estudiaban antiguamente. La martensita que es en realidad hierro alfa sobresaturado con carburo de hierro, sufre en el revenido un verdadero proceso de precipitación. Se precipitan carburos y se conserva la red cristalina de cuerpo centrado (hierro alfa) de la martensita. En cambio, en las transformaciones que la austenita experimenta en el temple, normalizado y recocido al ser enfriada, el hierro gamma con caras centradas, cambia a hierro alfa, de red cristalina de cuerpo centrado. Resumiendo, se puede decir que en los revenidos a temperatura relativamente elevada la martensita se transforma en ferrita y partículas de cementita globular que por ser de tamaño muy fino son difíciles de observar, si no se emplean grandes aumentos. # 100. Transformaciones microscópicas en el revenido de los aceros con austenita residual Cuando en la microestructura de los aceros templados aparece junto a los cristales de martensita cierta cantidad de austenita residual, debido a que el acero es de alta aleación o por haberse empleado una temperatura de temple muy elevada, las transformaciones en el revenido son algo complicadas. En realidad este estudio es parecido al correspondiente al de las figuras 234 a 237, pero aquí está complicado por la presencia de austenita residual en la microestructura. La interpretación de este estudio se facilita mucho observando las ocho microfotografías (fig. 242 a 249) obtenidas de un acero de 1% de carbono y 5% de níquel templado a 925º y revenido a diferentes temperaturas. Este acero no es comercial y su composición se ha elegido precisamente para que sea fácil observar la austenita residual. En la figura 250, se señalan gráficamente las transformaciones que experimenta este acero en el revenido. La microfotografía núm. 242 corresponde al material templado sin revenir. Al comenzar el calentamiento del acero en el revenido se inicia, como se ha dicho antes, la transformación de la martensita tetragonal en martensita cúbica y la precipitación del carburo ε que se manifiesta por un progresivo oscurecimiento de las agujas de martensita (figs. 243 y 244). El fondo blanco sobre el que destaca el reticulado martensitico, es de austenita que no se modifica en esta primera fase del revenido. Luego se ve que a partir de 225º se inicia la descomposición de la austenita, observándose en la microestructura (figs. 246 y 247) una gradual desaparición del fondo blanco de austenita y un ennegrecimiento progresivo de toda la estructura. ## FIGURA 242 Templado sin revenir. ## FIGURA 243 Templado y revenido a 175° ## FIGURA 244 Templado y revenido a 200°. ## FIGURA 245 Templado y revenido a 225° <i>Microfotografías de un acero de 1% de carbono y 5% de níquel, templado a 925º en agua y revenido a diversas temperaturas. × 750. (Morris Cohen.)</i> Se ve en el acero que estamos estudiando, que la desaparición de la austenita ocurre en el intervalo 2250-3750. Hacia los 400º se consigue el máximo oscurecimiento de la microestructura. Al continuar elevando la temperatura de revenido, comienzan a emerger partículas blancas de cementita y se inicia su coagulación que se completa a temperaturas más elevadas. ## FIGURA 246 Templado y revenido a 300°. ## FIGURA 247 Templado y revenido a 350°. ## FIGURA 248 Templado y revenido a 375°. ## FIGURA 249 Templado y revenido a 450°. _Microfotografías del mismo acero de las figuras 242 a 245._ En la figura 250 se representan las principales transformaciones que sufre el acero antes citado, de 1 % de carbono y 5 % de níquel, en el revenido. Al comenzar éste y cuando la temperatura es todavía baja, se modifica la dureza observándose una continua y progresiva disminución de la dureza al seguir aumentando la temperatura. El porcentaje de austenita retenida, que después del temple era en este caso de 46,5%, disminuye a partir de 210°, llegando a cero a 380°. ## FIGURA 250 Variaciones que sufren con el revenido las propiedades y características de un acero de 1 % de C y 5 % de Ni, templado. (Morris Cohen.) La modificación de los parámetros de la retícula cristalina se realiza entre 20º y 225º y sus valores pasan al transformarse la reticula tetragonal en cúbica de 2,975 y 2,857 a 2,87 Angstrom, aproximadamente, para los lados desiguales c/a desde 1,048 a 1,02. ### FIGURA 251 Austenita residual que se puede obtener en el temple de los aceros al carbono en función del contenido en carbono de la austenita. ### FIGURA 252 Austenita retenida y tamaño de grano que se obtiene en un acero de C=1,1%y Ni=5,4% templado a temperaturas variables de 700° a 1.300°. También se ve que la aparición de la cementita se inicia a 395° aproximadamente. # 101. Austenita residual en los aceros templados La cantidad de austenita residual que aparece en los aceros templados depende de diversos factores como la composición, temperatura de austenización, medio de enfriamiento, etc. En la figura 251 se puede ver la influencia del porcentaje de carbono en la cantidad de austenita residual que queda después del temple y en la figura 252 la influencia que tiene la temperatura de austenización en la cantidad de austenita residual. En esa misma figura se señala también la influencia de la temperatura de austenización en el tamaño de grano con que quedan los aceros templados. # 102. Transformación de la austenita residual En el proceso de transformación de la austenita residual, influyen notablemente los porcentajes de carbono y de elementos de aleación que contiene la austenita. En el revenido, la austenita retenida de los aceros al carbono y poco aleados y la austenita retenida, baja en carbono y en aleación, de los aceros altos en cromo o aceros rápidos, se descompone por calentamiento del acero durante varias horas a la temperatura del revenido. En cambio, cuando en los aceros altos en cromo o en los aceros rápidos, la austenita retenida es de alto contenido en carbono o de alta aleación, suele ser muy refractaria a transformarse y exige mucho tiempo de permanencia a la temperatura de revenido para transformarse, y en muchos casos no se consigue ni aun después de más de mil horas de permanencia a temperatura. Las curvas de la figura 253, señalan el avance de la transformación de la austenita residual en un acero cromo-vanadio-molibdeno de 1% de carbono y 5,13% de cromo. Esta representación gráfica recuerda mucho las curvas de la «S» de transformación isotérmica de la austenita, con la diferencia de que éstas se refieren al calentamiento de los aceros templados y sólo a la austenita residual. En esa figura se ve que para efectuarse la transformación a 200º, 300° y 400°, debe prolongarse durante mucho tiempo el calentamiento. A 550° son necesarias cuatro horas aproximadamente y a 600° bastan treinta minutos para que se efectúe la transformación completa de la austenita. En la figura 254, que se refiere a un acero de 1,6% de carbono y 11,9% de cromo, se ve que la austenita residual es más refractaria a transformarse que en el caso anterior. Por mantenimiento del acero a temperaturas inferiores a 400°, no se consigue la transformación de la austenita, y es necesario alcanzar los 600° para que se complete la transformación en tres horas, aproximadamente. Para un acero determinado, la posición de estas curvas de transformación ==End of OCR for page 17==