Procesos Termoquímicos en Metalurgia: Normalizado, Nitruración y Cementación

Tratamientos Termoquímicos y de Normalizado en Materiales Metálicos

Normalizado del Acero

El proceso de normalizado es fundamental para acondicionar las propiedades de los aceros. A continuación, se detallan aspectos clave:

Factores Determinantes del Normalizado

• La temperatura de calentamiento.
• La velocidad de enfriamiento.

Objetivo del Normalizado

El propósito principal del normalizado es conferir al acero una estructura y características tecnológicas consideradas como normales. Este tratamiento se emplea frecuentemente como un tratamiento previo al temple.

Nitruración de Aceros

Aceros Aptos y No Aptos para Nitruración

La nitruración es un proceso que modifica la superficie del material. Se aplica a:

• Aceros en general.
• Aleaciones de aluminio.
• Aceros inoxidables.
• Aceros cromo-níquel.

También admiten la nitruración ciertas aleaciones basadas en aluminio y cromo. Sin embargo, no se pueden nitrurar los aceros al carbono debido a que se nitruran con demasiada rapidez, lo que provoca el salto de la capa endurecida.

Cementación: Endurecimiento Superficial

Objetivo y Modificación Química

La cementación tiene como objetivo endurecer la superficie de una pieza sin alterar el núcleo de la misma. Sí modifica la composición química, ya que es un tratamiento termoquímico.

Definición y Tipos de Agentes Cementantes

Se denomina cementante a la materia rica en carbono utilizada en este proceso. Existen varios tipos:

Cementantes Sólidos

Están constituidos por carbón de madera mezclado con alguna sal metálica. Su finalidad es proporcionar monóxido de carbono para acelerar la cementación.

Cementantes Líquidos

Son sales metálicas fundidas a la temperatura de cementación. Las más empleadas incluyen:

• Carbonato de sodio.
• Cloruro de sodio.
• Cianuro de sodio.

Cementantes Gaseosos

Son gases ricos en carbono, como el óxido de carbono o el acetileno.

Selección de Aceros para Cementar

Aceros Apropiados y Restricciones

Los aceros más apropiados son aquellos con débil contenido en carbono. Esto se hace para evitar que aparezca fragilidad en el núcleo de la pieza durante el posterior tratamiento de temple que sigue al cementado.

Elementos Perjudiciales en la Cementación

Ciertos elementos pueden afectar negativamente el proceso:

• El manganeso y el silicio son perjudiciales si están presentes en proporciones superiores al 0.4% y 0.3%, respectivamente.
• El níquel retarda la cementación, por lo que no es aconsejable que su proporción supere el 5%.

Protección de Zonas No Deseadas

Para evitar la cementación en áreas específicas de la pieza, se pueden emplear los siguientes métodos:

1. Dejar un sobreespesor de aproximadamente dos milímetros.
2. Cobrizar electrolíticamente las partes que se desean proteger.