Aceros: Alfágenos y Gammágenos

1. Explica cómo influye la presencia de alfágenos y gammágenos en los aceros en relación a:

  • Puntos críticos:
    • Alfágenos: A5↓ y A4 ↓. La zona δ+γ es más estable a mayor temperatura. A3 y A1 suben, haciendo que los aceros 100% γ sean más caros y propensos al sobrecalentamiento.
    • Gammágenos: A5 y A4 suben; A3 y A1 bajan.
  • Temperatura eutectoide:
    • Alfágenos: La temperatura del eutectoide sube.
    • Gammágenos: La temperatura del eutectoide baja.
  • Porcentaje de carbono del eutectoide:
    • Alfágenos: El porcentaje de carbono disminuye, dando más cantidad de perlita diluida, elevando la tenacidad y la resistencia mecánica (Rm).
    • Gammágenos: El porcentaje de carbono disminuye.
  • Porcentaje de carbono que solubiliza la austenita:
    • Alfágenos: Disminución del %C máx. que solubiliza la austenita.
    • Gammágenos: No alteran el %C solubilizado por la austenita.
  • Templabilidad: Tanto los alfágenos como los gammágenos desplazan la curva TTT hacia la derecha, facilitando la obtención de martensita a menores velocidades de enfriamiento.

Carburígenos y no carburígenos

  • Carburígenos: Formadores de carburos (Ti, Zr, Nb, V, Ta, W, Mo, Cr).
  • No carburígenos: Con nula o negativa afinidad con el C, tienen carácter grafitizante, favoreciendo las fases Fe alfa o gamma e impidiendo la reacción que da cementita (por ello en las fundiciones se añade Si).

Influencia de los elementos

  • Si (Silicio): Alfágeno no carburígeno. Al aumentar el % de Si, el campo de cristalización de gamma se reduce. A3 se presenta a una temperatura más alta. El punto eutectoide aparece a una temperatura más alta.
  • Cr (Cromo): Elemento alfágeno singular. Para porcentajes ≤ 7% se comporta como gammágeno; entre 7 y 13% como alfágeno; > 13% totalmente alfágeno.
  • Mn (Manganeso): Fuertemente gammágeno. Para contenidos > 30%, desaparece la transformación gamma-alfa.

Implicaciones tecnológicas de los elementos gammágenos

  1. Si el punto eutectoide (E) se desplaza a la izquierda, aumenta el % de perlita (diluida), incrementando la carga de rotura del acero.
  2. La perlita resulta diluida, haciendo el acero más tenaz.
  3. La presencia de Mn disminuye A3, originando un afino de grano de la ferrita proeutectoide, lo que mejora el límite elástico.
  4. Estos materiales son más propensos al sobrecalentamiento (tendencia a un tamaño de grano muy grande).

Clasificación de los aceros

  • 1. Aceros al Manganeso (Serie 13XX): Desoxidante, neutraliza el S, aumenta la templabilidad. Aceros Hadfield (+12% Mn) ofrecen alta resistencia al desgaste.
  • 2. Aceros al Níquel (Serie 2XXX): Gammágeno, aumenta plasticidad, tenacidad y resistencia a la fatiga.
  • 3. Aceros Ni-Cr (3XXX): Combinan tenacidad (Ni) y templabilidad (Cr).
  • 4. Aceros al Molibdeno (Mo): Mejora la templabilidad y forma carburos estables.
  • 5. Aceros al Cromo (Serie 5XXX): Alta resistencia a la abrasión y dureza.
  • 6. Aceros al Vanadio (Serie 6XXX): Inhibe el crecimiento de grano.
  • 7. Aceros al Volframio (Serie 7XXX): Aceros para herramientas.
  • 8. Aceros al Silicio (Serie 92XX): Buena resistencia y tenacidad.

Tratamientos Térmicos

Revenido

Consiste en recalentar piezas templadas a una temperatura inferior a A1 para transformar la martensita en formas más estables. Su objetivo es reducir la fragilidad y las tensiones internas.

Martempering y Austempering

  • Martempering: Destinado a obtener martensita sin riesgos de tensiones o grietas.
  • Austempering: Finalidad de obtener una estructura plenamente bainítica, más tenaz para igual dureza.

Corrosión

La corrosión es el deterioro de materiales metálicos. Tipos principales:

  • Uniforme: Adelgazamiento generalizado.
  • Galvánica: Contacto entre dos metales de distinta actividad.
  • Intergranular: Ataque en los límites de grano (común en aceros inoxidables sensibilizados).
  • Por picaduras: Ataque localizado extremadamente destructivo.

Materiales Compuestos

Nanocomposites: Materiales donde una fase tiene dimensiones menores a 100 nm. Ofrecen mejoras en propiedades térmicas, barrera, mecánicas y ópticas.