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En este texto vamos a ver nueva informacion. 

La templabilidad es la propiedad que define la capacidad de un acero para evitar las transformaciones de fase  que ocurren a la austenita a temperaturas superiores a Ms. 

En la figura 2 se ilustra la distribución de la dureza a lo largo de la sección transversal de dos aceros con una composición química específica mostrada al lado de cada barra, las cuales tienen el mismo diámetro de 10 milímetros. En barra de la izquierda en la figura 2, la cual es de acero con 0.45% de carbono, se observa una dureza superficial de 57 HRC, que disminuye a 55 HRC en el centro. En contraste en la barra de la derecha, la cual es de acero aleado con 0.40% de carbono presenta una dureza superficial menor, de 52 HRC, pero mantiene una dureza constante a lo largo de toda la sección. Este comportamiento está determinado por la templabilidad de cada acero, propiedad que también permite predecir las durezas resultantes a nivel experimental. Por este aspecto es de gran interés al diseñar tratamientos térmicos de temple. 

Para el acero representado en la figura 3, la velocidad crítica de enfriamiento es de 8.3°C/s. Por lo tanto, si aseguramos que la zona que se enfría más lentamente en la pieza supere esta velocidad crítica, se producirá la transformación a 100% de martensita. Sin embargo, en la práctica, las piezas no se enfrían a una velocidad uniforme a lo largo de toda su sección. La velocidad de enfriamiento de la superficie depende de la severidad del medio de enfriamiento y de la sección o tamaño de la pieza. Además, el calor del núcleo de la pieza debe trasladarse a través de la masa para llegar a la superficie y disiparse adecuadamente. Al desconocer experimentalmente la velocidad con la que se enfría el acero a cada profundad, a priori, se desconoce si se supera o no en todos los puntos dicha velocidad crítica de temple. A primera vista pareciera que para verificar la dureza del núcleo tocará cortar la barra para acceder a dicho punto y realizar el ensayo de dureza, sin embargo, sí hay forma de saberlo. 

Además, en todos los casos se puede localizar con alta precisión un punto en el que la probeta presenta un 50% de martensita, sin importar las fases que constituyan el otro 50% de la microestructura. No obstante, es importante destacar que estos datos se obtienen a lo largo de una barra y no a lo largo de la sección transversal de un redondo de acero, por lo que hasta el momento solo es información de referencia de la probeta Jominy mostrada de ejemplo en la figura 4.

A partir de los estudios de Grossman y posteriormente de Jominy, se determinó que el punto en la barra donde aparece el 100% y el 50% de martensita es siempre el mismo para cada acero, y que este punto depende únicamente del porcentaje de carbono, de los elementos aleantes y del tamaño del grano austenítico. Esto da lugar a una propiedad intrínseca del acero, conocida como templabilidad, que es independiente del medio de enfriamiento, las dimensiones y la geometría de la pieza. 

La templabilidad puede calcularse de varias maneras: experimentalmente o a partir de la composición química exacta del acero, con una diferencia entre ambos métodos de alrededor del 5%.  A continuación se describe la probeta Jominy, para facilitar las explicaciones siguientes, y en la pestaña cálculo de la templabilidad se presenta el procedimiento completo del ensayo. 

Por otra parte, se evidencia que los elementos aleantes no contribuyen a la dureza de la martensita, como se registra en el primer punto de dureza del extremo templado, 100% martensítico. No obstante, influyen directamente en el perfil de dureza que se observa a lo largo de la probeta conforme se aleja del extremo templado.  

Un principio clave de la templabilidad puede considerarse como la relación entre el porcentaje de carbono, %C, y la dureza, HRC. Por ello, se utilizan como puntos de referencia la dureza del extremo templado, donde se verifica la formación del 100% de martensita, y un punto de interés, que debe ser determinado, donde se forma el 50% de martensita, sin considerar las otras fases que constituyen el 50% restante. El punto donde se forma el 50% de martensita tiene características particulares, lo que lo convierte en la base para el cálculo de la templabilidad, al servir como un punto de comparación entre diferentes aceros. 

En las curvas de perfiles de dureza, ya sean las curvas de la "U", o las curvas Jominy, el punto donde hay 50% de martensita será siempre un punto de inflexión de la curva.

En este sentido, en las zonas donde se forma 100% de martensita, la velocidad de enfriamiento, Ve, supera la velocidad crítica de temple, Vc, y en las zonas donde la dureza empieza a disminuir, es donde la velocidad de enfriamiento, Ve, no supera a la crítica, Vc, y se forman fases de menos dureza que complementan la microestructura. 

La zona oscura de las barras de la figura 7, en este caso en el núcleo de las barras, es la zona que se enfría más lento, es la zona donde hay fases blandas que son atacadas químicamente más rápido que la martensita, perlita, bainita o ferrita. 

Al comparar las dos barras de igual diámetro y diferente acero, se observa que la barra de la izquierda presenta una mayor área atacada oscura en el núcleo que la barra de la derecha, o dicho de otro modo, una periferia blanca más reducida, zona no atacada químicamente. Esto indica que el temple penetró de manera diferente en ambas barras, siendo menor la profundidad del área templada en la barra de la izquierda, a pesar de haber sido templadas de la misma forma. Esta diferencia se refleja en las mediciones de dureza, perfiles de dureza en forma de "U" ubicadas en la parte inferior de la figura 7, donde la barra de la izquierda muestra una disminución de la dureza en zonas cercanas de la periferia de la barra y una dureza mínima en el núcleo de aproximadamente 25 HRC. 

Por otro lado, la barra de la derecha tiene una periferia blanca mayor, zona no atacada químicamente, esto indica que el temple penetró mas, logrando endurecer a mayor profundidad la barra. En el perfil de dureza de la figura 7 para la barra de la derecha se observa que la caída de dureza es menor, con un valor mínimo de 38 HRC, respecto a 25 HRC que tiene el núcleo de la barra de la izquierda. 

La relación entre las zonas oscuras y las zonas blancas después de ataque químico de la microestructura tura en las probetas templadas de la figura 7 está vinculada con la profundidad del temple, asociada a la formación de martensita. Esto se debe a que la martensita es susceptible al ataque químico con tiempos de exposición prolongados al ácido, mientras que fases más blandas, como la perlita y la bainita, son atacadas con tiempos de exposición más cortos. Por esta razón, resulta complejo realizar un ataque químico que revele microestructuras combinadas con martensita, ya que, para cuando esta fase es atacada, las demás ya han sido sobreexpuestas al ataque químico. 

En el estudio de la templabilidad hay conceptos claves que deben ser tenidos en cuenta para su comprensión.  A continuación se presentan las definiciones exactas de algunos de ellos.

VELOCIDAD CRÍTICA Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO

La velocidad de enfriamiento, Ve, depende del medio en el que se someta la pieza, mientras que la velocidad crítica, Vc(crítica), es una constante propia de cada tipo de acero. Por esta razón, según el medio de enfriamiento, la velocidad crítica, Vc, puede superarse solo en las áreas cercanas a la superficie, o, si la severidad del medio es suficientemente alta, la velocidad, Vc,  será superada incluso en el núcleo de la pieza. 

Si se cambiara el acero de ejemplo de la figura 8, y se utilizara un acero en el que la velocidad mínima, Ve(min), supere la velocidad crítica de temple, Vc, se observaría que en toda la barra la dureza sería la misma, dado que en toda la sección se superaría la velocidad crítica de temple y se formaría 100% de martensita. En este caso, al utilizar un acero diferente, el perfil de velocidad de enfriamiento sería exactamente igual, siempre y cuando las condiciones de enfriamiento se mantengan constantes. Esto implica que, bajo las mismas circunstancias, distintos aceros experimentan el mismo comportamiento de enfriamiento, mismo perfil de enfriamiento. De este comportamiento mencionado se plantea la siguiente afirmación: 

• La velocidad de enfriamiento NO depende del tipo de acero.

• Distintos aceros de igual diámetro se enfrían a igual velocidad en el punto homólogo para el mismo medio de enfriamiento utilizado.

De este modo, la velocidad crítica de temple es el parámetro clave para determinar si la velocidad de enfriamiento es suficiente para formar 100% de martensita. Con base en la información presentada hasta el momento en esta página, se evidencia una relación clara entre el contenido de carbono y la dureza de la martensita, así como entre los elementos aleantes y el perfil de dureza obtenido a lo largo de la probeta Jominy. 

El perfil de velocidad de enfriamiento a lo largo de la probeta Jominy es la mismo para todos los aceros, independientemente de su composición química. En consecuencia, a cada velocidad de enfriamiento se le puede asociar una dureza específica para cada tipo de acero, dependiendo de su composición. Esto permite establecer una correlación directa entre la velocidad de enfriamiento y la dureza alcanzada para cada acero en particular. A esto se le llama punto equivalente. 

Punto equivalente: Se refiere a que si en dos puntos cualesquiera de probetas o muestras del mismo acero la dureza es igual, la velocidad de enfriamiento es exactamente igual. Esto ocurre independientemente a cualquier variable de enfriamiento, si la velocdiad de enfriamiento es igual la dureza será igual. 

De esta manera, la probeta Jominy está diseñada para abarcar todo el rango de velocidades de enfriamiento, desde el temple en agua, que corresponde al extremo más templado, hasta el enfriamiento al aire, o normalizado, ubicado en el extremo opuesto de la probeta, como se muestra en la figura 5. 

De esta manera, al templar una pieza se tiene que las posibles velocidades de enfriamiento están cubiertas por la probeta Jominy. Siempre que la dureza obtenida en la pieza coincida con algún punto de la probeta, se puede concluir que la velocidad de enfriamiento de la pieza corresponde a la del mismo punto en la probeta. 

Dado que esto es cierto, existe la posibilidad real de relacionar la distancia Jominy con un equivalente en diámetro, lo que permite predecir la dureza en función del punto Jominy en estudio. Para ilustrar estas afirmaciones, se utilizan curvas que permiten ver la relación entre estas variables, facilitando así la predicción de la dureza en función del diámetro de la pieza. Estas curvas se relacionan más adelante, primero se debe comprender la relación entre la templabilidad, penetración del temple y la relación con la velocidad de enfriamiento, la cual se presenta a continuación, (ver figura 8).   

En la figura 9 se busca mostrar cómo varía la profundidad del punto de temple efectivo, definido como el punto donde se forma un 50% de martensita con una dureza de 44 HRC en este caso, en diferentes aceros con el mismo porcentaje de carbono. Esto implica que, si dicho punto se encuentra alejado del extremo templado, donde la velocidad de enfriamiento es más lenta, el temple efectivo penetra más profundamente, como ocurre en el acero AISI 4340 (ver punto rojo de referencia de la probeta AISI 4340 de la figura 8). 

En cambio, cuando el mismo porcentaje de martensita, y por tanto la misma dureza debido al igual contenido de carbono, se encuentra cerca del extremo templado, se deduce que la penetración del temple efectivo es menor. Esto indica que es más difícil endurecer una sección transversal de ese acero, como es el caso del acero AISI 5140 en esta comparación de la figura 9 (Ver punto rojo de referencia de la probeta AISI 5140 de la figura 8).  En este ejemplo el acero AISI 4140 tiene un comportamiento intermedio entre los tres aceros mostrados. Un acero autotemplable es aquel que puede formar un temple perfecto, es decir, un 100% de martensita, al ser enfriado al aire. Un ejemplo de este tipo de acero son los aceros inoxidables martensíticos, que, debido a su composición química y características del diagrama de transformacción CCT, no requieren de un medio de enfriamiento más severo para alcanzar esta transformación completa.    

Relación porcentaje de carbono, porcentaje de martensita, dureza, distancia Jominy y diámetro equivalente

La segunda curva, figura 10b, es la curva de templabilidad, o curva Jominy, y en ella es posible obtener el punto de la probeta donde se tiene dicha dureza de 50%M. Este dato indica que la dureza de referencia, correspondiente al 50% de martensita (50%M), se alcanza a una velocidad de enfriamiento específica, una distancia Jominy dj​. Esta información es fundamental para calcular la templabilidad del acero, o su diámetro ideal Di​, utilizando el diagrama de Lamont correspondiente, figura 10c. 

Por ende, para cada acero en estudio, cualquier punto que se enfríe a la misma velocidad que el punto seleccionado en la probeta Jominy presentará la misma dureza y porcentaje de martensita. La distancia dj​ refleja el efecto de los elementos aleantes y el tamaño de grano, ya que depende del diagrama TTT y se manifiesta en el perfil de dureza en función de la velocidad de enfriamiento, Ve. 

En conclusión, en lugar de representar velocidades de enfriamiento, el eje horizontal (abscisas) indica la distancia desde el extremo templado de la probeta Jominy del acero en estudio. Esta distancia corresponde al punto que experimenta una velocidad de enfriamiento similar a la de un punto específico en el interior de una barra cilíndrica. Al tener la misma velocidad de enfriamiento, se asegura que ambos puntos presenten la misma dureza. 

Ejemplo:

Si se tiene una barra de 80 mm de diámetro, ver figura 10, y se desea determinar la dureza o velocidad de enfriamiento en un punto de la barra ubicado a 12 mm del centro que se enfría en agua, (H=1), se utiliza un grafico con r/R=12/40=0.3. Se corta el diámetro de 80 mm, con un H=1, lo que da una distancia Jominy de 20 mm, Esto indica que ese punto, centro de la barra de 80 mm de diámetro enfriado con H=1, se enfría con la misma velocidad que el punto situado a 19 mm del extremo templado de la probeta Jominy del mismo acero.

De manera similar, es posible determinar la dureza en cualquier punto de la sección de una barra templada en cualquier medio, utilizando la curva de Lamont y la relación correspondiente de r/R. A continuación, se presentan las curvas de Lamont para las relaciones r/R requeridas.