Estudio de los fundamentos de los tratamientos térmicos de metales y aleaciones

Abstract

El objeto de los Tratamientos Térmicos es producir cambios en las propiedades de los materiales provocando modificaciones en el tipo y proporción de las fases presentes por el cambio de la morfología (tamaño, forma y distribución) de los microconstituyentes o por el cambio de la concentración y distribución de los defectos cristalinos. Las propiedades que cambian y que son las más interesantes en su estudio, son las propiedades mecánicas. Ü3be observarse que hay otras propiedades que cambian conjuntamente, tales como las propiedades eléctricas y magnéticas, cuando se efectúan los tratamientos térmicos. En otros casos se efectúan Tratamientos Térmicos para provocar cambios/ en la composición química, tales como la Carburación y Nitruración. Los efectos de los Tratamientos Térmicos se caracterizan por los cambios estructurales al estado sólido interesa por esto conocer los factores que controlan estos cambios. En principio cualquier aleación, a cualquier temperatura, tiende a cambiar para alcanzar su estado de equilibrio en el que su Energía Libre de Gibbs es un minimun. Las fases o mezclas que bajo, condiciones específicas de temperatura y presión constituyen, el estado de equilibrio de la aleación, se representan convenientemente en un diagrama de equilibrio de fases, despreciando I06L factores de presión y tiempo, y se tiene en cuenta la composición y la temperatura del sistema. En ciertas circunstancias el tiempo necesario para obtener la estructura de equilibrio es extremadamente largo y por esto puede ser posible retener una estructura dada, en forma metaestable, ejemplo por templado de una solución sólida a. temperatura ambiente. La cinética de la transformación es extremadamente importan te. Algunas veces una transformación puede producirse de tal modo como para producir la mezcla de fases de equilibrio, pero la morfología en general no sería la misma que la del equilibrio. Por ejemplo, enfriando lentamente una austenita que contiene 0.83%C se forma perlita, o sea la mezcla, de hierro y Fe-C que son las fases de equilibrio bajo 723 °C, Sin embargo, si la perlita se mantiene a una temperatura, digamos 700^0 por un tiempo muy* largo, la característica lamelar de la estructura cambia a una dispersión de partículas esferoidales de Fe3C en matriz de hierro Puede suceder también que la transformación se produzca sin producir fases de equilibrio. Esto sucede cuando los movimientos atómicos necesarios para producir las fases de no equilibrio ocurren más rápidamente que los que forman las fases de equilibrio, un ejemplo típico son la formación de la Martensita en aceros y las zonas de Guinier— Prestón en las aleaciones de Aluminio-Cobre. Muchas aleaciones incluyen el movimiento de átomos sobre relativamente grandes distancias cuando se les trata térmicamente. Consecuentemente las velocidades de difusión tienen una importante función en las velocidades de transformación. También muchas transformaciones incluyen la nucleación de nuevas fases y el subsiguiente crecimiento de estas fases. Por esto una compresión de la Nucleación y el Crecimiento es necesaria para el estudio del tratamiento térmico. El presente estudio es un extracto de los principales conocimientos de las transformaciones que acompañan a los "Tratamientos Térmicos "