Optimización de Propiedades en Aceros: Fundamentos de Temple, Recocido y Revenido
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Introducción a los Tratamientos Térmicos
Los tratamientos térmicos son procesos fundamentales en la metalurgia para modificar las propiedades de los materiales, especialmente los aceros, mediante ciclos controlados de calentamiento y enfriamiento.
Definiciones Clave
¿Qué es un Tratamiento Térmico?
Un tratamiento térmico se refiere a las técnicas que estudian y permiten llevar a cabo transformaciones en las propiedades de un material mediante ciclos de calentamiento y enfriamiento.
¿Qué es un Tratamiento Termoquímico?
Un tratamiento termoquímico modifica las características del material a través del calentamiento y el enfriamiento, pero combinando además una alteración en la composición química superficial del material.
Tipos de Hierros según su Propiedad Magnética
Las fases del hierro varían con la temperatura, afectando sus propiedades magnéticas:
- Hasta 788ºC: hierro α (ferromagnético)
- De 788ºC a 910ºC: hierro β (paramagnético, misma estructura que α pero no magnético)
- De 910ºC a 1400ºC: hierro γ (austenita, paramagnético)
El Temple y el Enfriamiento
El temple es un tratamiento térmico crucial para aumentar la dureza y resistencia de los aceros.
Consideraciones durante el Enfriamiento de las Piezas
¿Qué preocupaciones hay que tener durante el enfriamiento de las piezas?
Es fundamental asegurar que las piezas se introduzcan de forma tal que se equilibren las tensiones. Por ejemplo, si son largas, deben introducirse verticalmente; si son discos, de canto. Además, se debe procurar que la temperatura de enfriamiento sea lo más uniformemente posible alrededor de la pieza. Por ello, no se debe:
- Coger piezas que deban quedar templadas con tenazas.
- Introducirlas próximas a las paredes del baño.
- Permitir que se les adhieran burbujas de aire.
- Agitarlas lateralmente de forma excesiva.
¿A qué se denomina Velocidad Crítica del Temple?
La velocidad crítica del temple es la mínima velocidad de enfriamiento necesaria para que una pieza logre el temple, es decir, para que la austenita se transforme en martensita.
¿Qué inconveniente tiene si se sobrecalienta el material a templar?
El sobrecalentamiento del material a templar provoca un aumento en el tamaño del grano, lo que perjudica significativamente las características mecánicas de las piezas, como su tenacidad y resistencia a la fatiga.
El Revenido
El revenido es un tratamiento complementario al temple, esencial para mejorar la tenacidad y reducir la fragilidad del acero.
Finalidad y Efectos del Revenido
¿Qué finalidad tiene el Revenido?
La finalidad del revenido es reducir las tensiones internas ocasionadas por el temple y mejorar las características del material, principalmente reduciendo su fragilidad. Esto se logra a expensas de una ligera pérdida de dureza de la pieza.
¿Cómo modifica el Revenido las características de un acero?
El revenido disminuye ligeramente los efectos del temple, lo que significa que el material pierde algo de dureza, pero a cambio aumenta significativamente su tenacidad y ductilidad, haciéndolo menos propenso a la fractura frágil.
Explica cómo se realiza el enfriamiento en el Revenido.
El enfriamiento en el revenido se realiza a velocidad variable, ya que no tiene una influencia crítica sobre las propiedades finales del material tratado, a diferencia del temple.
¿Qué es el Revenido del Acero Rápido?
El revenido del acero rápido se efectúa a una temperatura de 500 a 600 ºC, comúnmente en un baño de plomo fundido o de sales. El calentamiento debe ser lento, y el mantenimiento del calentamiento debe ser de al menos media hora; finalmente, la pieza se deja enfriar al aire.
El Recocido
El recocido es un tratamiento térmico utilizado para ablandar el acero, regenerar su estructura y eliminar tensiones internas.
Finalidad del Recocido
¿Qué finalidad tiene el Recocido?
La finalidad principal del recocido es ablandar el acero, regenerar la estructura de aceros sobrecalentados o, simplemente, eliminar las tensiones internas resultantes de un trabajo en frío.
Tipos de Recocido
Mediante un esquema indica los tipos de Recocido y su finalidad.
Los principales tipos de recocido y sus finalidades son:
- Recocido de Regeneración: Se aplica para ablandar el acero y regenerar su estructura. Consiste en calentar el acero a una temperatura superior a la crítica A3, mantener esa temperatura durante un tiempo y dejarlo enfriar lentamente.
- Recocidos Subcríticos: Efectuados a temperaturas inferiores a la crítica.
- Recocido de Ablandamiento: Se aplica a los aceros después de la forja o la laminación en caliente, con el fin de ablandarlos lo suficiente para su mecanización. Es un tratamiento de ejecución rápida, ya que la pieza se calienta a una temperatura inferior a la crítica A3 y luego se deja enfriar al aire libre.
- Recocido contra Acritud: Es un tratamiento propio de los materiales laminados o trefilados en frío, diseñado para eliminar la acritud y aumentar su tenacidad. Es similar al recocido de ablandamiento, pero se realiza a una temperatura inferior (aproximadamente a unos 650ºC para los aceros).
Diferencias entre Tipos de Recocido y Normalizado
¿Qué diferencia hay entre Recocido de Regeneración y Recocido de Ablandamiento?
El recocido de regeneración se aplica para ablandar el acero y regenerar su estructura. Consiste en calentar el acero a una temperatura superior a la crítica A3, mantener esa temperatura durante un tiempo y dejarlo enfriar lentamente. Por otro lado, el recocido de ablandamiento es un tratamiento que se aplica a los aceros después de la forja o la laminación en caliente, con el fin de ablandarlos lo suficiente para su mecanización. Es un tratamiento de ejecución rápida, ya que la pieza se calienta a una temperatura inferior a la crítica A3 y luego se deja enfriar al aire libre.
¿Qué diferencia hay entre Recocido de Regeneración y Normalizado?
El recocido de regeneración se diferencia del normalizado en que el enfriamiento se realiza de forma mucho más lenta (dentro del horno o entre ceniza), mientras que el normalizado implica un enfriamiento al aire, resultando en una estructura más fina y uniforme.