Temple del Acero: Proceso, Factores y Determinación de la Templabilidad

El Temple del Acero: Proceso y Fundamentos

El temple es un tratamiento térmico característico de los aceros, consistente en su austenización; es decir, un calentamiento hasta una temperatura superior a la de austenización (727 ºC), seguido de un enfriamiento lo suficientemente rápido para obtener una estructura martensítica.

Factores Clave de la Templabilidad

La posibilidad de templar un acero viene determinada por dos factores principales:

• Su templabilidad; es decir, la situación de sus curvas TTT.
• La velocidad de enfriamiento, que es función a su vez del medio refrigerante y del tamaño de la pieza que se desea templar.

Por regla general, los medios utilizados para el enfriamiento son agua, aceite o aire. El agua produce los enfriamientos más rápidos, y el aire los más lentos. Por otra parte, la agitación del medio en el que se enfría el material da lugar a que el enfriamiento sea más rápido y el temple resulte, así, más efectivo.

Etapas del Enfriamiento en Líquido

En el enfriamiento de una pieza en contacto con un líquido refrigerante se aprecian tres etapas características:

1. Etapa 1: Ebullición con capa de vapor

   En un primer momento, el líquido refrigerante en contacto con el material caliente entra en ebullición, de tal manera que se forma una capa fina y continua de vapor entre el metal y el medio. Esto dificulta la transmisión del calor; por ese motivo, la velocidad de enfriamiento será lenta.

2. Etapa 2: Ebullición nucleada y convección

   El espesor de la capa de vapor disminuye y el líquido refrigerante entra en contacto directo con la superficie del material, produciéndose unas corrientes de convección que incrementan de forma notable la velocidad de enfriamiento.

3. Etapa 3: Enfriamiento por convección

   La temperatura superficial de la pieza de metal desciende por debajo de la de ebullición del medio y la película de vapor desaparece por completo. La velocidad de enfriamiento vuelve a descender, predominando la convección simple.

Métodos para Determinar la Templabilidad

La templabilidad de un acero se puede determinar mediante diferentes métodos:

1. Atendiendo a la Profundidad de Temple

Al someter piezas de acero a procesos de temple en idénticas condiciones y analizar luego una sección pulida de las mismas, se observa que los aceros de templabilidad baja presentan una corona exterior de pequeño espesor de grano fino, mientras que en los aceros de alta templabilidad la corona templada es de gran espesor.

2. Atendiendo a sus Curvas de Dureza

En redondos de aceros que han sido templados en un medio determinado, también se pueden analizar las curvas de dureza a lo largo de un diámetro. Mientras que la dureza de un acero de alta templabilidad es prácticamente constante (la dureza del centro y la de la periferia son casi iguales), si se trata de un acero de templabilidad baja existirán considerables diferencias en su dureza conforme varía la distancia al centro.

3. Por medio del Ensayo Jominy

Consiste en someter una probeta cilíndrica de dimensiones normalizadas, que ha experimentado un proceso de austenización, a unas condiciones de enfriamiento también normalizadas. El enfriamiento se produce al incidir un chorro de agua de caudal y temperatura constantes sobre una base de la probeta. De esta forma, la velocidad de enfriamiento varía continuamente desde la base en contacto con el chorro de agua hasta la base opuesta.

Una vez finalizado el enfriamiento, se desbastan dos generatrices opuestas de la probeta con objeto de efectuar medidas de la dureza, las cuales se representarán gráficamente en un diagrama cartesiano en función de la distancia al extremo de la probeta en contacto con el agua. Se obtiene así la llamada curva Jominy del acero.

Comparando las distintas curvas de este tipo se puede evaluar la templabilidad de los aceros, de tal forma que si la dureza disminuye rápidamente conforme nos alejamos del extremo templado, el acero tendrá una templabilidad baja, mientras que las curvas correspondientes a los aceros fácilmente templables serán casi horizontales.