Propiedades y Tratamientos Térmicos de Aceros de Alta Resistencia

1. Aportaciones del Cromo (Cr) y el Vanadio (V) en Aceros

• Cromo (Cr): Aporta una buena respuesta al tratamiento térmico y mejora significativamente la resistencia a la oxidación.
• Vanadio (V): Actúa como un afinador de grano, ya que evita que la austenita crezca, lo que resulta en la obtención de un grano fino.

2. La Cuerda de Piano

La cuerda de piano es un alambre que requiere un proceso específico de patenting (clasificación F142).

3. Proceso de Granallado

El granallado es un proceso económico utilizado frecuentemente en piezas de alta responsabilidad (normalmente de plomo).

Mecanismo y Beneficios

• Este proceso induce microdeformaciones para tensionar las partículas y aumentar la resistencia a la fatiga mediante una leve deformación plástica compresiva.
• Es crucial granallar adecuadamente tanto el exterior como el interior del alambre.
• Se puede aplicar a cualquier tipo de muelle.

4. Tratamientos Térmicos para Aceros de Gran Resistencia

Recocido Globular

• Generalmente se utiliza para ablandamiento.
• Temperatura: 640–680 ºC.
• Enfriamiento: Al aire.

Temple

• Temperatura: 50 ºC + A3.
• Se requiere una mayor permanencia debido a que los elementos de aleación disminuyen la conductividad.
• Enfriamiento: Generalmente en aceite.

Revenido

• Para obtener un estado duro y tenaz, se aplica a 650 ºC.
• Para otros estados, se puede aplicar a 550 ºC.
• Enfriamiento: En aire y aceite.

5. Criterios de Selección de Aceros de Gran Resistencia

La elección del acero adecuado se basa en varios factores clave:

1. Espesor: Se recomienda para piezas con un grosor o diámetro no superior a 20 mm.
2. Aplicación: Adecuado para piezas sometidas a gran fricción (clasificación F131).
3. Formas Complicadas: Existe peligro si se templa en agua; no es recomendable la utilización de Aceros al Carbono (C). En estos casos, se debe optar por acero aleado para templar en aire o aceite.
4. Precio: El costo no está motivado principalmente por el precio del material base, sino por los tratamientos térmicos y los procesos de fabricación requeridos.
5. Contenido de Carbono: Elegir el acero con el menor contenido en C que satisfaga los requisitos mecánicos mínimos, y someterlo a ensayos de recepción.

6. Papel del Sulfuro de Manganeso (MnS) en Aceros de Fácil Mecanización

El azufre (S), presente en concentraciones de 0.15% a 0.30%, se encuentra en forma de MnS, lo cual confiere las siguientes ventajas:

• Reduce la fricción.
• No embota la herramienta de corte.
• Produce viruta discontinua.
• Genera un buen acabado superficial.

Consideración Importante: Se reduce mucho la resiliencia transversal. El MnS puede redondearse con la adición de Telurio (Te) (0.03%–0.06%). El MnS actúa como un concentrador de tensión cuando la herramienta corta y produce la viruta, lo que disminuye la fuerza total de cizalla y, por ende, facilita el mecanizado.

7. Problemas del Alto Contenido de Silicio (Si) en Aceros para Muelles

El Silicio (Si) es un gran endurecedor en estas aleaciones.

8. Elementos Libres en Aceros

Los elementos que pueden encontrarse en forma libre en los aceros son el Plomo (Pb) y el Cobre (Cu), siempre que su porcentaje sea mayor a 1%.

9. Proceso de Desoxidación

El proceso durante la elaboración del acero que evita en gran parte la presencia de Oxígeno (O2), Nitrógeno (N2) e Hidrógeno (H2) se denomina Desoxidación.

10. Influencia en la Temperatura de Formación de la Martensita

Según la fórmula de Steven, los dos elementos que desplazan de forma más importante la temperatura de formación de la martensita son el Manganeso (Mn) y el Carbono (C).