Procesos y Características de Materiales: Aleaciones, Polímeros, Sinterizado y Más

Características de las Aleaciones Endurecibles por Precipitación

Una aleación endurecible por precipitación debe tener las siguientes características, y el proceso se compone de estos pasos:

1. Tratamiento de la solución: Se calienta la aleación a una temperatura (Ts) por encima de la línea de solvus, dentro de la región de la fase alfa.
2. Templado: Se enfría rápidamente a temperatura ambiente para crear una solución sólida sobresaturada.
3. Tratamiento por precipitación: Se calienta la aleación a una temperatura (Tp) por debajo de Ts, provocando la precipitación de partículas finas de la fase beta.

Procesos de Cementado

La cementación es un tratamiento termoquímico que aumenta la dureza superficial de una pieza de acero. Existen varios tipos:

Cementación Gaseosa

El agente carburante es un hidrocarburo gaseoso (gas natural, propano) o líquido. Los hidrocarburos gaseosos se introducen con atmósferas portadoras para mantener un contenido de carbono constante.

Cementación Sólida

El agente carburante es monóxido de carbono (CO), generado por la reacción entre carbón granulado y el aire atrapado. Se usan activadores y catalizadores como carbonato de bario (BaCO₃) o sodio (Na) para acelerar la reacción. A mayor temperatura, mayor cementación y contenido de carbono.

Cementación Líquida

Las piezas se sumergen en un baño de sales fundidas (generalmente cloruro o carbonato de sodio) a 930°C. La presencia de nitrógeno en los cianuros también forma nitruros de alta dureza, pero en una capa exterior muy fina.

Degradación de Polímeros: Causas y Procesos

Los polímeros pueden degradarse por diversos factores:

• Hinchamiento y disolución: Ocurre en contacto con líquidos de estructura química similar al polímero.
• Rotura de enlaces: Escisión de las cadenas principales, disminuyendo el peso molecular y la resistencia mecánica.
• Exposición a la intemperie: La radiación ultravioleta facilita la oxidación del polímero.

Proceso de Sinterizado: Etapas y Ejemplos

El sinterizado es un proceso de fabricación de piezas a partir de polvos metálicos o cerámicos. Las etapas principales son:

1. Obtención del polvo.
2. Preparación del polvo.
3. Compactación.
4. Sinterización.
5. Acabado de la pieza (si es necesario).

De forma resumida, el proceso se puede dividir en: obtención de los polvos, conformación de la pieza y sinterización final.

Defectos Comunes Durante el Temple

El temple es un tratamiento térmico que busca aumentar la dureza del acero. Algunos defectos comunes son:

• Ruptura durante el enfriamiento.
• Baja dureza después del temple.
• Deformación durante el temple.
• Fragilidad excesiva.

Propósito de la Atmósfera Protectora en Tratamientos Térmicos

La atmósfera protectora se utiliza para evitar la oxidación de las piezas durante los tratamientos térmicos. Habitualmente es una atmósfera reductora, que puede contener:

• Hidrógeno (H₂)
• Monóxido de carbono (CO)
• Amoníaco (NH₃)

Fenómeno de Recristalización en Metales

La recristalización ocurre cuando un metal trabajado en frío se somete a altas temperaturas. La recuperación rápida elimina los esfuerzos residuales y produce una estructura de dislocaciones poligonizadas.