Los diagramas de transformación isotérmica (también conocidos como diagramas de transformación de tiempo-temperatura ( TTT ) ) son gráficos de temperatura en función del tiempo (normalmente en una escala logarítmica ). Se generan a partir de mediciones de porcentaje de transformación en función del tiempo y son útiles para comprender las transformaciones de un acero de aleación a temperaturas elevadas.
Un diagrama de transformación isotérmica sólo es válido para una composición específica de material, y sólo si la temperatura se mantiene constante durante la transformación, y estrictamente con un enfriamiento rápido hasta esa temperatura. Aunque normalmente se utilizan para representar la cinética de transformación de los aceros, también se pueden utilizar para describir la cinética de cristalización en materiales cerámicos u otros. Los diagramas de tiempo-temperatura-precipitación y de tiempo-temperatura-fragilización también se han utilizado para representar cambios cinéticos en los aceros.
El diagrama de transformación isotérmica ( IT ) o curva C está asociado con propiedades mecánicas, microconstituyentes/microestructuras y tratamientos térmicos en aceros al carbono. Las transformaciones difusionales como la transformación de la austenita en una mezcla de cementita y ferrita se pueden explicar utilizando la curva sigmoidea; por ejemplo, el comienzo de la transformación perlítica está representado por la curva de inicio de perlita (Ps ) . Esta transformación se completa en la curva Pf . La nucleación requiere un tiempo de incubación. La tasa de nucleación aumenta y la tasa de crecimiento de microconstituyentes disminuye a medida que la temperatura disminuye desde la temperatura de liquidus alcanzando un máximo en la bahía o nariz de la curva. A partir de entonces, la disminución de la tasa de difusión debido a la baja temperatura compensa el efecto de la mayor fuerza impulsora debido a una mayor diferencia en la energía libre . Como resultado de la transformación, se forman los microconstituyentes, perlita y bainita ; la perlita se forma a temperaturas más altas y la bainita a temperaturas más bajas.
La austenita se enfría ligeramente cuando se enfría por debajo de la temperatura eutectoide . Si se le da más tiempo, se pueden formar microconstituyentes estables: ferrita y cementita. La perlita gruesa se produce cuando los átomos se difunden rápidamente después de las fases que forman el núcleo de perlita. Esta transformación se completa en el tiempo de finalización de la perlita (P f ).
Sin embargo, un mayor subenfriamiento por temple rápido da como resultado la formación de martensita o bainita en lugar de perlita. Esto es posible siempre que la velocidad de enfriamiento sea tal que la curva de enfriamiento intersecte la temperatura inicial de la martensita o la curva inicial de la bainita antes de intersectar la curva P s . La transformación de martensita, al ser una transformación de cizallamiento sin difusión, se representa mediante una línea recta para indicar la temperatura inicial de la martensita.