Optimización de Procesos de Temple y Recocido en Aceros al Carbono: Martempering y Austempering

Tratamientos Térmicos de Aceros

3. Temperaturas de Temple para Aceros Hipoeutectoides e Hipereutectoides: Diferencias y Justificación

Aceros Hipoeutectoides

• La temperatura utilizada para el temple es de **30-50 ºC por encima de $T_e$** (temperatura eutectoide).
• A esta temperatura, el grano de austenita crece significativamente, obteniéndose una **austenita gruesa** de baja tenacidad.
• El enfriamiento debe ser **rápido** en el intervalo de 650-400 ºC, donde la austenita es menos estable.
• En el intervalo de 200-300 ºC, el enfriamiento debe ser **lento** para evitar tensiones térmicas.

Aceros Hipereutectoides

• El temple se realiza generalmente con un **calentamiento de austenización incompleto**.

Justificación de las Diferencias

Las temperaturas son distintas porque, dependiendo del tipo de acero, la aparición de **martensita** y la transformación a austenita o cementita se produce a diferentes rangos térmicos, lo cual debe ser cuidadosamente controlado.

4. Características de los Aceros al Carbono

• Presentan **poca resistencia a la corrosión**.
• Muestran una **escasa resistencia al impacto** a bajas temperaturas.
• Para obtener una estructura totalmente martensítica por temple, los aceros con bajo o medio contenido en carbono (C) deben ser enfriados rápidamente. Este enfriamiento provoca **tensiones internas** que pueden causar una rotura prematura del material.
• La resistencia mecánica final, obtenida tras los tratamientos de temple y revenido, depende del **contenido en carbono**, la temperatura y el tiempo de revenido.

Tratamientos Térmicos Especiales

1. Descripción Breve de los Tratamientos de Martempering y Ausforming

Martempering (Temple Escalonado)

El Martempering está indicado para obtener piezas con **menores variaciones dimensionales** después del tratamiento térmico. Su objetivo es la obtención de una estructura **martensítica** controlada.

1. Se austeniza el material ($A_3 + 50 ext{ ºC}$).
2. Se realiza un enfriamiento rápido en un baño de sales hasta una temperatura **ligeramente superior a la de inicio de la transformación martensítica** ($M_s$).
3. Se mantiene el material el tiempo necesario para que la masa adquiera esta temperatura, evitando cualquier transformación de la austenita.
4. Finalmente, se enfría a temperatura ambiente, formando la **martensita**.

Ausforming (Termomecánico)

El Ausforming es una combinación de tratamiento térmico y **deformación mecánica** del material. Consiste en un tratamiento de temple donde el acero es deformado entre el **60 % y el 90 %** (generalmente en la zona bainítica superior) y, posteriormente, enfriado bruscamente.

2. Definición de Recocido Globular y Austempering

Recocido Globular (Esferoidización)

Este tratamiento se aplica a **aceros hipereutectoides** con el fin de que la cementita y otros carburos adopten una forma **esférica o globular** dentro de la matriz blanda de ferrita. Los aceros con esta microestructura presentan una **fácil mecanización**.

Se logra calentando el material por encima de $A_c$ y enfriando entre $A_m$ y $A_r$ a una **velocidad muy lenta**.

Austempering (Temple Bainítico)

Consiste en calentar la pieza a la temperatura de austenización ($A_3 + 50 ext{ ºC}$) para luego realizar un enfriamiento rápido hasta la zona de **dominio bainítico**. En esta zona, la austenita se transforma totalmente en **bainita**.

Una ventaja clave del Austempering es que **no es necesario realizar un revenido** posterior.