Tratamientos:
Procesos
Al que se someten particularmente los aceros para potenciar propiedades (mejorar
Su dureza y resistencia mecánica o su ductilidad o plasticidad). Cuatro clases:
*Térmicos:no varía su composición química, sí la
temperatura (temple, revenido, normalizado, recocido)
. *Termoquímicos:
Sometidos a enfriamientos y calentamientos, modificando la composición química
Externa y temperatura (cementación, nitruración, cianurización). *Mecánicos:por medio de deformación mecánica (en
Caliente o en frio). *Superficiales:Se varía la composición química superficial sin necesidad de calor
(cromado, metalización).Los
Tratamientos no deben alterar de forma notable la composición química de un
Metal o aleación, pues no sería un tratamiento.
TEMPLE:
Carácterístico
De aceros, consistente en un calentamiento hasta una temperatura superior a la
De austenización (727 ºC) que se enfriará lo suficientemente rápido en un medio
Adecuado (agua, aceite o aire) para obtener una estructura martensítica. Se
Obtiene un metal muy duro y resistente mecánicamente.
Factores para templar
Un acero: *
Templabilidad: Capacidad del acero para el temple (facilidad
Con que se forma martensita)
.*Composición
Química: cantidad de carbono y otros elementos de aleación.*Velocidad de enfriamiento:
En relación
Al medio refrigerante y al tamaño de la pieza.
Martensita:
Cuando
Un acero que se encuentra a temperatura de austenización se enfría rápidamente
No tiene tiempo suficiente para pasar a hierro α (BCC). Como el enfriamiento es
Rápido no hay tiempo para la reordenación. La estructura FCC admite una mayor
Cantidad de carbono de inserción que la BCC. Se traduce en un aumento de la dureza.
La martensita por tanto es una solución sobresaturada de carbono en hierro α y es,
Exceptuando la cementita, el constituyente más duro de los aceros. A partir de
Un contenido del 0,6% de carbono ya no se observan aumentos significativos de
La dureza.
Templabilidad:
Capacidad
De un acero para el temple (facilidad con que se forma martensita). La
Transformación completa sólo se consigue con velocidades de enfriamiento muy
Elevadas.
Determinación de la
Templabilidad: *
Atendiendo a la profundidad del temple: sometiendo distintos
Redondos de acero a procesos de temple idénticos y analizando luego una sección
Pulida de los mismos. Los aceros de gran templabilidad tendrán una corona
Exterior más gruesa. *Atendiendo a sus curvas de dureza: En redondos de
Aceros que han sido templados también se pueden analizar las curvas de dureza a
Lo largo de un diámetro. La dureza de un acero de alta templabilidad se
Mantiene uniforme. *Ensayo Jominy/de templabilidad: normalizado según
Normas UNE. El más usual y preciso. Consiste en someter una probeta cilíndrica normalizada
Que ha sido austenizada a unas condiciones de enfriamiento también normalizadas
Mediante un chorro de agua de caudal y temperatura constante que incide en una
Base de la probeta. La velocidad de enfriamiento varía continuamente desde la
Base en contacto con el chorro (330ºC/s)
Hasta la base opuesta (2 ºC/s). Tras el enfriamiento, se pulen dos generatrices
Opuestas para efectuar medidas de dureza que se representan en un diagrama
Cartesiano en función de la distancia al extremo de la probeta en contacto con
El agua obteniéndose curva Jominy del
Acero.
Comparando las distintas curvas de este tipo se puede evaluar la
Templabilidad de los aceros (cuanto más curva sea más baja es la templabilidad.
Factores influyen temple:
*
Composición del acero: influye el contenido de carbono, hasta
Llegar a un máximo (0,6 %). Otros elementos de aleación aumentan la dureza del
Acero por la formación de carburos, permitiendo obtener martensita con
Velocidades de enfriamiento más lentas. A mayor contenido de carbono, menor
Velocidad crítica y mayor dureza y penetración del temple. *Temperatura a la
Que hay que calentar. Hipoeutectoides (estructura austenítica homogénea): AC3
+ 50ºC; hipereutectoides
(estructura cementita): austenita-AC1 + 50ºC y los elementos de
Aleación. *Tiempo de calentamiento: Tiempos cortos impiden la completa
Austenización de la pieza, tiempos largos producen granos gruesos y
Empobrecimiento de las carácterísticas del temple. *Velocidad de
Enfriamiento: condicionado por el medio de temple. Superior a la crítica de
Temple. *Carácterísticas del medio
Donde se realiza el temple: condiciona la velocidad de enfriamiento. El
Agua produce los enfriamientos más rápidos. El grado de agitación del medio
También influye en la velocidad de enfriamiento. *Tamaño y geometría de la
Muestra: En una pieza gruesa se necesita más tiempo para que el interior
Consiga la austenización, aunque su interior no enfriará lo bastante rápido
Para conseguir la estructura martensítica.
Objetivos del temple:
*
Mejorar propiedades mecánicas (dureza, resistencia mecánica y elasticidad)
Sacrificando tenacidad.*Se
Modifican magnetismo, resistencia eléctrica, resistencia a ciertos ácidos.
Tratamientos térmicos Superficiales de temple:
destinados a endurecer su superficie y potenciar
Su resistencia a la fatiga y desgaste. La mayoría consisten templar las capas
Periféricas, manteniendo una alta tenacidad en el núcleo. Tipos:*Temple superficial a la llama:
Se aplica calor con la llama de un soplete en la superficie. Se alcanzan temperaturas
De 2.000-3.000ºC por combustión. Se calienta durante varios segundos y después se
Templa por inmersión o rociado. Se alcanzan espesores de 0,8 a6.5 mm. Aumenta el volumen
Por transformación martensítica superficial evita la fatiga del material y se
Somete a revenido. No se puede controlar la profundidad del temple ni conseguir
Capas inferiores a 0,8 mm.
*Temple por inducción: se somete la pieza a campos magnéticos variables que
Originan corrientes opuestas (ley de Lenz), llamadas corrientes de Foucault que
Calentarán la pieza por efecto Joule. El espesor de la capa depende de la
Frecuencia de variación (1 KHz 5-9
Mm; 500 KHz 0,4-2 mm). Otros parámetros de control son
La intensidad del campo magnético y la duración del tratamiento. Después se
Templa por inmersión o rociado. *Temple por rayo láser: radiación
Electromagnética infrarroja que al impactar sobre una superficie metálica
Produce calor. La acción del rayo láser permite austenizar la superficie
Mientras que el resto permanece frío. El alto gradiente térmico posibilita el autotemple
Sin necesidad refrigerar. Se puede endurecer 0,25-1,3 mm de espesor. El equipo es
Caro y no penetra más de 2 mm; útil para endurecer aceros de baja templabilidad
O zonas difíciles. *Temple por bombardeo electrónico: se bombardea la
Pieza con un chorro de electrones acelerados mediante un cañón de electrones. Carácterísticas
Iguales al rayo láser.
RECOCIDO:
Consiste
En calentar el material hasta una temperatura durante un tiempo (ambos determinados)
Para luego enfriarlo lentamente. Suprime los defectos del temple. Varía el
Tiempo y la temperatura. Sus objetivos son: *Eliminar tensiones del
Temple. *Aumentar la plasticidad, ductilidad maleabilidad y tenacidad. *Conseguir
Una microestructura específica (ferrito-perlíticas para aceros hipoeutectoides);
Cementito-perlíticas para hipereutectoides). Las etapas del proceso son:*Calentamiento
Hasta una temperatura prefijada. *Mantenimiento de dicha temperatura durante un
Tiempo. *Enfriamiento lento hasta la temperatura ambiente con cierta velocidad.
REVENIDO:
Tratamiento
Complementario del temple que elimina las fragilidades y tensiones ocasionadas.
Con el revenido se pretende mejorar la tenacidad del metal templado a expensas
De disminuir un poco su dureza. Consiste en un calentamiento de la pieza
Templada a una temperatura inferior para que la martensita tenga estructura más
Estable. El proceso termina con un enfriamiento más bien rápido. Se destruye
Parte del temple y el acero es más blando, pero se obtiene un material menos
Frágil. Se recomienda en aceros aleados
O con un alto contenido de carbono (ambos procesos: bonificado).
TRATAMIENTOS MECÁNICOS:
Mejoran las carácterísticas de los metales por deformación
Mecánica, con o sin calor.- En
Caliente/forja: Consisten en deformar un metal calentado a una temperatura
Determinada golpeándolo fuertemente. Se afina el tamaño del grano y se eliminan
Sopladuras y cavidades interiores, mejorando su estructura interna.- En frío: consisten en
Deformar el metal a temperatura ambiente golpeándolo, por trefilado o
Laminación. Esto incrementa la dureza y la resistencia mecánica del metal pero
Disminuye su plasticidad y ductilidad
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES:
Se modifica la superficie de los metales sin necesidad de
Aportar calor. – Cromado: se deposita cromo sobre la superficie del
Metal. Se disminuye coeficiente
Rozamiento y se incrementan dureza superficial y resistencia al desgaste del
Metal. En el caso de los aceros (principalmente de bajo carbono) se potencia la
Resistencia a la corrosión. -Metalización: Se pulveriza un metal sobre
La superficie de otro, adquiriendo superficialmente las carácterísticas del
Primero.