{"id":3823,"date":"2019-06-04T05:42:01","date_gmt":"2019-06-04T05:42:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3823"},"modified":"2020-05-07T02:09:59","modified_gmt":"2020-05-07T02:09:59","slug":"common-microstructures-of-metal-and-alloy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/microestructuras-comunes-de-metal-y-aleacion\/","title":{"rendered":"8 microestructuras comunes de metal y aleaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

Los materiales modernos se pueden dividir en cuatro categor\u00edas: metales, pol\u00edmeros, cer\u00e1mica y materiales compuestos. A pesar del r\u00e1pido desarrollo de los materiales de macromol\u00e9culas, el acero sigue siendo el material m\u00e1s utilizado y m\u00e1s importante en la tecnolog\u00eda de ingenier\u00eda actual. \u00bfQu\u00e9 factores determinan la posici\u00f3n dominante de los materiales de acero? Ahora vamos a presentarlo en detalle.<\/p>

El hierro y el acero se extraen del mineral de hierro, rico en fuentes y de bajo precio. El hierro y el acero, tambi\u00e9n conocido como aleaci\u00f3n hierro-carbono, es una aleaci\u00f3n compuesta por hierro (Fe) y carbono (C), silicio (Si), manganeso (Mn), f\u00f3sforo (P), azufre (S) y otros elementos peque\u00f1os (Cr, V, etc.). Se pueden obtener varias estructuras metalogr\u00e1ficas ajustando el contenido de varios elementos en el acero y el proceso de tratamiento t\u00e9rmico (cuatro cocciones: templado, recocido, revenido, normalizado), de modo que el acero tenga diferentes propiedades f\u00edsicas. La estructura observada al microscopio metalogr\u00e1fico se denomina estructura metalogr\u00e1fica del acero despu\u00e9s de tomar muestras, esmerilar, pulir y grabar con un agente corrosivo espec\u00edfico. Los secretos de los materiales de acero se esconden en estas estructuras.<\/p>

        En el sistema Fe-Fe3C se pueden preparar aleaciones de hierro-carbono con diferentes composiciones. Sus estructuras de equilibrio son diferentes a diferentes temperaturas, pero se componen de varias fases b\u00e1sicas (ferrita F, austenita A y cementita Fe3C). Estas fases b\u00e1sicas se combinan en forma de mezclas mec\u00e1nicas, formando una estructura metalogr\u00e1fica rica y colorida en acero. Hay ocho estructuras metalogr\u00e1ficas comunes:<\/p>

I. Ferrita<\/h2>

 La soluci\u00f3n s\u00f3lida intersticial formada al disolver el carbono en el intersticial de la red a-Fe se llama ferrita, que pertenece a la estructura BCC y tiene una distribuci\u00f3n de grano poligonal equiaxial, que se expresa con el s\u00edmbolo F. Su estructura y propiedades son similares al hierro puro. Tiene buena plasticidad y tenacidad, pero su resistencia y dureza son inferiores (30-100 HB). En acero aleado, es una soluci\u00f3n s\u00f3lida de carbono y elementos aleados en alfa-Fe. La solubilidad del carbono en alfa-Fe es muy baja. A la temperatura AC1, la solubilidad m\u00e1xima del carbono es 0.0218%, pero con la disminuci\u00f3n de la temperatura, la solubilidad disminuye a 0.0084%. Por lo tanto, la tercera cementita aparece en el l\u00edmite de grano de ferrita en condiciones de enfriamiento lento. Con el aumento del contenido de carbono en el acero, la cantidad de ferrita disminuye y la cantidad de perlita aumenta. En este momento, la ferrita es red y media luna.<\/p>

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\u2161.Austenita<\/h2>

 La soluci\u00f3n s\u00f3lida intersticial formada por la disoluci\u00f3n de carbono en el espacio intersticial de la red gamma-Fe se denomina austenita. Tiene una estructura c\u00fabica centrada en las caras y es una fase de alta temperatura, que se representa con el s\u00edmbolo A. La austenita tiene una solubilidad m\u00e1xima de 2.11% C a 1148 C y una soluci\u00f3n s\u00f3lida de 0.77% C a 727 C. Su resistencia y dureza son m\u00e1s alto que el de la ferrita, su plasticidad y dureza son buenas y no es magn\u00e9tico. Sus propiedades mec\u00e1nicas espec\u00edficas est\u00e1n relacionadas con el contenido de carbono y el tama\u00f1o de grano, generalmente 170-220 HBS, = 40-50%. El acero TRIP es un acero desarrollado sobre la base de la buena plasticidad y flexibilidad de la austenita. La transformaci\u00f3n inducida por deformaci\u00f3n y la plasticidad inducida por transformaci\u00f3n de la austenita retenida se utilizan para mejorar la plasticidad de la placa de acero y la conformabilidad de la placa de acero. La austenita en aceros estructurales al carbono o aleados se transforma en otras fases durante el enfriamiento. Solo despu\u00e9s de la cementaci\u00f3n y el enfriamiento r\u00e1pido a alta temperatura de aceros con alto contenido de carbono y aceros cementados, la austenita puede permanecer en el espacio de martensita, y su estructura metalogr\u00e1fica es blanca porque no es f\u00e1cil de erosionar.<\/p>

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\u2162. cementita<\/h2>

 La cementita es un compuesto met\u00e1lico sintetizado por una cierta proporci\u00f3n de carbono y hierro. La f\u00f3rmula de la mol\u00e9cula Fe3C muestra que su contenido de carbono es 6.69%, y se forma (Fe, M) 3C en la aleaci\u00f3n. La cementita es dura y quebradiza, su plasticidad y dureza al impacto son casi nulas, su fragilidad es muy alta y su dureza es de 800HB. En siderurgia, la distribuci\u00f3n suele ser en red, semirrede, en escamas, en escamas y granular.<\/p>

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 IV. perlita<\/h2>

 La perlita es una mezcla mec\u00e1nica de ferrita y cementita, expresada con el s\u00edmbolo P. Sus propiedades mec\u00e1nicas se encuentran entre la ferrita y la cementita, con alta resistencia, dureza moderada y cierta plasticidad. La perlita es un producto de la transformaci\u00f3n eutectoide del acero. Su morfolog\u00eda es que la ferrita y la cementita est\u00e1n dispuestas en capas como huellas dactilares. Seg\u00fan el patr\u00f3n de distribuci\u00f3n de los carburos, se puede dividir en dos tipos: perlita en escamas y perlita esf\u00e9rica.<\/p>

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 una. Perlita en escamas: Se puede dividir en tres tipos: escamas gruesas, escamas medianas y escamas finas.<\/p>

b. Perlita esf\u00e9rica: obtenida por recocido esferoidizante, la cementita es esferoidizada y distribuida sobre la matriz de ferrita. el tama\u00f1o de los esferoides de cementita depende del proceso de recocido de esferoidizaci\u00f3n, especialmente de la velocidad de enfriamiento. La perlita esf\u00e9rica se puede dividir en cuatro tipos: esf\u00e9rica gruesa, esf\u00e9rica, esf\u00e9rica fina y punteada.<\/p>

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V. Bainita<\/h2>

La bainita es el producto de la transformaci\u00f3n de la austenita por debajo de la zona de transformaci\u00f3n de perlita y por encima del punto MS en la zona de temperatura media. La bainita es una mezcla mec\u00e1nica de ferrita y cementita, una estructura entre perlita y martensita, expresada con el s\u00edmbolo B. Seg\u00fan la temperatura de formaci\u00f3n, se puede dividir en bainita granular, bainita superior (B superior) y bainita inferior (B inferior). La bainita granular tiene baja resistencia pero buena tenacidad. la bainita inferior tiene alta resistencia y buena tenacidad. la bainita granular tiene la peor tenacidad. La morfolog\u00eda de la bainita es variable. Seg\u00fan sus caracter\u00edsticas de forma, la bainita se puede dividir en tres tipos: pluma, aguja y granular.<\/p>

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una. Bainita superior: <\/h3>

La bainita superior se caracteriza por la disposici\u00f3n paralela de la tira de ferrita, con una fina tira (o varilla corta) de cementita paralela al eje de la aguja de ferrita, plumosa.<\/p>

b. Bainita inferior: <\/h3>

escama de aguja fina, con cierta orientaci\u00f3n, m\u00e1s vulnerable a la erosi\u00f3n que la martensita templada, muy similar a la martensita templada, muy dif\u00edcil de distinguir bajo el microscopio \u00f3ptico, f\u00e1cil de distinguir bajo el microscopio electr\u00f3nico. el carburo precipita en la ferrita acicular, y su orientaci\u00f3n de alineaci\u00f3n es de 55-60 grados con el eje largo de la l\u00e1mina de ferrita, la bainita inferior no contiene maclas, hay m\u00e1s dislocaciones.<\/p>

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C. Bainita granular: <\/h3>

Ferrita con forma poligonal y muchas estructuras irregulares en forma de isla. Cuando la austenita del acero se enfr\u00eda a un poco m\u00e1s que la temperatura de formaci\u00f3n de la bainita superior, algunos \u00e1tomos de carbono de la ferrita precipitada migran de la ferrita a la austenita a trav\u00e9s del l\u00edmite de fase ferrita\/austenita, lo que hace que la austenita sea desigualmente rica en carbono, lo que restringe la transformaci\u00f3n de austenita a ferrita. Estas regiones austen\u00edticas son generalmente en forma de islas, granulares o en forma de tiras, distribuidas en una matriz de ferrita. Durante el enfriamiento continuo, de acuerdo con la composici\u00f3n de la austenita y las condiciones de enfriamiento, la austenita en las bolas de grano puede sufrir los siguientes cambios.<\/p>

(i) Descomposici\u00f3n total o parcial en ferrita y carburo. Bajo el microscopio electr\u00f3nico, se pueden ver carburos granulares, de varilla o de bloque peque\u00f1o con distribuci\u00f3n dispersiva multidireccional.<\/p>

(ii) transformaci\u00f3n parcial en martensita, que es completamente amarilla bajo el microscopio \u00f3ptico.<\/p>

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(iii) todav\u00eda retiene austenita rica en carbono.<\/p>

Los carburos granulares se distribuyen en la matriz de ferrita de la bainita granular (la estructura de la isla era originalmente austenita rica en carbono, que se descompon\u00eda en ferrita y carburo cuando se enfriaba, o se transformaba en martensita o permanec\u00eda en part\u00edculas de austenita ricas en carbono). Bainita de plumas, matriz de ferrita, tira de carburo precipitada en el margen de la l\u00e1mina de ferrita. Bainita inferior, ferrita acicular con carburo en escamas peque\u00f1as, carburo en escamas en la ferrita del eje largo tiene un \u00e1ngulo de aproximadamente 55 ~ 60 grados. <\/p>

VI. TEJIDO DE WEISHER<\/h2>

La estructura de Widmanstatten es un tipo de estructura sobrecalentada, que consta de agujas de ferrita que se cruzan entre s\u00ed unos 60 grados y est\u00e1n incrustadas en la matriz de acero. La estructura gruesa de Widmanstatten disminuye la plasticidad y dureza del acero y aumenta su fragilidad. En el acero hipoeutectoide, los granos gruesos se forman por sobrecalentamiento y precipitan r\u00e1pidamente al enfriarse. Por lo tanto, adem\u00e1s de la red de precipitaci\u00f3n a lo largo del l\u00edmite de grano austen\u00edtico, se forman algunas ferritas de l\u00edmite de grano a grano de acuerdo con el mecanismo de cizalla y se precipitan por separado en agujas. La estructura de esta distribuci\u00f3n se denomina estructura de Widmanstatten. Cuando el acero supereutectoide sobrecalentado se enfr\u00eda, la cementita tambi\u00e9n se extiende desde el borde del grano hasta el grano y forma la estructura de Widmanstatten.<\/p>

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\u2166.Martensita<\/h2>
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La soluci\u00f3n s\u00f3lida sobresaturada de carbono en alfa-Fe se llama martensita. La martensita tiene alta resistencia y dureza, pero su plasticidad es pobre, casi nula. No puede soportar la carga de impacto expresada por el s\u00edmbolo M. La martensita es el producto del enfriamiento r\u00e1pido de la austenita subenfriada y la transformaci\u00f3n del modo de corte entre los puntos MS y Mf. En este momento, el carbono (y los elementos de aleaci\u00f3n) no pueden difundirse en el tiempo, solo desde la red (centro de la cara) de gamma-Fe a la red (centro del cuerpo) de alfa-Fe, es decir, la soluci\u00f3n s\u00f3lida (austenita) de carbono en gamma-Fe a la soluci\u00f3n s\u00f3lida de carbono en alfa-Fe. Por lo tanto, la transformaci\u00f3n de la martensita se basa en las caracter\u00edsticas metalogr\u00e1ficas de la martensita, que se puede dividir en martensita lath (baja en carbono) y martensita acicular.<\/p>

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una. list\u00f3n martensita: <\/h3>

tambi\u00e9n conocida como martensita baja en carbono. Tiras finas de martensita de aproximadamente el mismo tama\u00f1o se alinean en paralelo para formar haces de martensita o dominios de martensita. la diferencia de orientaci\u00f3n entre dominios y dominios es grande, y se pueden formar varios dominios con diferentes orientaciones en un grano austen\u00edtico primitivo. Debido a la alta temperatura de formaci\u00f3n de la martensita en list\u00f3n, el fen\u00f3meno del autotemplado ocurrir\u00e1 inevitablemente en el proceso de enfriamiento y los carburos se precipitar\u00e1n en la martensita formada, por lo que es vulnerable a la erosi\u00f3n y al oscurecimiento.<\/p>

 b. martensita acicular:<\/h3>

tambi\u00e9n conocida como martensita en escamas o martensita con alto contenido de carbono, sus caracter\u00edsticas b\u00e1sicas son: la primera hoja de martensita formada en un grano austen\u00edtico es relativamente grande, a menudo en todo el grano, el grano austen\u00edtico se divide, de modo que el tama\u00f1o de la martensita formada m\u00e1s tarde es limitado , por lo que el tama\u00f1o de las escamas de martensita var\u00eda, distribuci\u00f3n irregular. La martensita acicular se forma en una determinada direcci\u00f3n. Hay una cresta media en la aguja de martensita. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, m\u00e1s evidente es la martensita. Al mismo tiempo, hay austenita blanca retenida entre la martensita.<\/p>

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 C. La martensita formada despu\u00e9s del templado tambi\u00e9n puede formar tres estructuras metalogr\u00e1ficas especiales despu\u00e9s del templado:<\/h3>

(i) Martensita templada: <\/h4>

el compuesto de l\u00e1minas de martensita formado durante el templado (con una estructura cristalina de centro de cuerpo tetragonal) que se descompone en la primera etapa de templado, en la que el carbono se disuelve en forma de carburos de transici\u00f3n, y las l\u00e1minas de carburo de transici\u00f3n extremadamente finas se dispersan en el s\u00f3lido matriz de soluci\u00f3n (cuya estructura cristalina ha cambiado a un cubo centrado en el cuerpo) (la interfaz con la matriz es una interfaz coherente) Estructura de fase. este tipo de estructura no puede distinguir su estructura interna incluso cuando se ampl\u00eda al m\u00e1ximo bajo el microscopio metalogr\u00e1fico (\u00f3ptico), solo se puede ver que toda su estructura es una aguja negra (la forma de la aguja negra es b\u00e1sicamente la misma que la de la aguja blanca formada durante el enfriamiento). Este tipo de aguja negra se llama \u201cmartensita templada\u201d.<\/p>

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(ii) Troostita templada: <\/h4>

producto de martensita templado templado a temperatura media, caracterizado por la desaparici\u00f3n gradual de la forma de aguja de la martensita, pero a\u00fan vagamente visible (acero aleado que contiene cromo, su temperatura de recristalizaci\u00f3n de ferrita de aleaci\u00f3n es m\u00e1s alta, por lo que a\u00fan conserva la forma de aguja), los carburos precipitados son peque\u00f1os , dif\u00edcil de distinguir bajo el microscopio \u00f3ptico, las part\u00edculas de carburo solo se pueden ver bajo el microscopio electr\u00f3nico, polo Susceptible a la erosi\u00f3n y al ennegrecimiento de los tejidos. Si la temperatura de templado es m\u00e1s alta o se mantiene durante m\u00e1s tiempo, las agujas ser\u00e1n blancas. En este momento, los carburos se concentrar\u00e1n en el borde de las agujas, y la dureza del acero ser\u00e1 ligeramente menor y la resistencia disminuir\u00e1.<\/p>

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(iii) sorbita templada: <\/h4>

producto de martensita templada revenida a alta temperatura. Sus caracter\u00edsticas son: finos carburos granulares est\u00e1n distribuidos en la matriz de sorbita, que se pueden distinguir claramente bajo el microscopio \u00f3ptico. Este tipo de estructura, tambi\u00e9n conocida como estructura condicionada, tiene una buena combinaci\u00f3n de resistencia y tenacidad. Cuanto m\u00e1s finos sean los carburos finos en la ferrita, mayor ser\u00e1 la dureza y la resistencia, y peor la tenacidad. por el contrario, cuanto menor sea la dureza y la resistencia, y mayor la tenacidad.<\/p>

\u2167.Ledeburita<\/h2>
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Las mezclas eut\u00e9cticas en aleaciones de FERROCARBON, es decir, aleaciones l\u00edquidas de FERROCARBON con una fracci\u00f3n de masa de carbono (contenido de carbono) de 4.3%, se denominan ledeburita cuando las mezclas mec\u00e1nicas de austenita y cementita cristalizan simult\u00e1neamente del l\u00edquido a 1480 grados cent\u00edgrados. Dado que la austenita se transforma en perlita a 727 C, la ledeburita se compone de perlita y cementita a temperatura ambiente. Para distinguir la ledeburita por encima de 727 C se llama ledeburita de alta temperatura (L d), y la ledeburita por debajo de 727 C se llama ledeburita de baja temperatura (L'd). Las propiedades de la ledeburita son similares a las de la cementita con alta dureza y poca plasticidad.<\/p>

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