Tratamientos térmicos

1) Tratamientos termicos

1.1) Etapas de los tratamientos termicos: Los tratamientos termicos se producen sobre la base de los cambios de estructura cristalina que experimentan los aceros.

Las etapas basicas: 1. Calentamiento hasta la temperatura para ejecutar el tratamiento termico /// 2. Permanencia durante un tiempo para obtener la temperatura del tratamiento deseado ///
3. Enfriamiento a una velocidad adecuada al tratamiento a obtener.

2) Recocido y normalizado

2.1) Recocido: Los tratamientos de recocido se suelen aplicar a materiales deformados en frio para reducir los efectos del endurecimiento por deformacion y aumentar asi su ductilidad para su trabajo posterior. Los dos tipos de proceso de recocido mas comunes para aceros comerciales son:

• Recocido Total: los aceros hipoeutectoides y eutectoide se calienta en la region de la austenita sobre los 40 °C.
• Recocido en proceso: relajacion de tensiones ablandando parcialmente los aceros de bajo carbono al relajar las tensiones internas resultantes de los `procesos de trabajo en frio.

2.2) Normalizado: Similar al recocido de regeneracion, solo que en lugar de dejar enfriar lentamente en el horno, se deja enfriar lentamente en aire quieto, logrando dejar una estructura y propiedades que por convencion se consideran normales. El normalizado se aplica para recuperar piezas que han sido sometida al proceso de temple y cuyos resultados no son logrados. El normalizado se aplica para recuperar piezas que han sido sometida al proceso de temple y cuyos resultados no son logrados.

3) Temple

El temple en los aceros es un tratamiento termico que consiste en calentarlos aproximadamente a 50oC arriba de la temperatura critica superior (zona de austenita) se enfrie rapidamente hasta la temperatura ambiente mediante un enfriamiento rapido en agua o aceite. Esto produce que un acero austenitico (estructura cristalina) se transforme en otro micro constituyente denominada martensita.

La transformacion martensitica no solo ocurre en el acero, sino que otras aleaciones se caracterizan por experimentar transformaciones sin difusion. Los aceros con estructura martensitica son mas duros y mecanicamente resistente, pero tambien mas fragiles y menos ductiles.

4) Influencia de factores en el temple de un acero al carbono

4.1) Composición: Los elementos aleantes reducen el contenido de carbono, lo cual ocurre en la reaccion eutectoide y modifican las temperaturas criticas en consecuencia la temperatura de temple y recocido.
El niquel, manganeso y cobre, son mas soluble en la austenita que en la ferrita, favorecen la estabilizacion de la fase gamma y tiende a bajar los puntos criticos de transformacion. El cromo tiende a elevar la temperatura eutectoide (727oC) en aceros con alto contenido de carbono. Cuando el cromo se encuentra aleado con el niquel tiende a oponerse al efecto depresivo del niquel.

4.2)  Tamaño del grano: la velocidad critica de temple de los aceros de grano grueso son menores que la velocidad critica de temple de los aceros de grano fino. Al aumentar el tamano de los cristales disminuye la velocidad critica y se retrasa el comienzo y el fin de la transferencia.

4.3)Tamaño de la pieza: La velocidad de enfriamiento en el interior de los perfiles delgados sera mucho mayor que en los gruesos y que las velocidades en la superficie el interior de los ejes redondos variara mucho de un caso otro.

Las secciones de acero delgado, el temple rapido produce distorsion y grietas. En piezas gruesas de acero no es posible producir martensita. Todos los elementos de aleacion en el acero
desplazan los diagramas IT y TEC hacia tiempos mas prolongados, lo que nos permite obtener martensita pura.

4.4) Influencia del medio de enfriamiento:

El medio de enfriamiento junto con el tamano y forma de la pieza, son factores que deciden la velocidad de enfriamiento de las piezas de acero en el tratamiento termico.

El agua salada muy agitada (maximo 10% de sal), se consigue las mejores velocidades y la menor se obtiene enfriando la pieza dentro del horno.

Con enfriamiento en aceite, al aire, en sales se obtienen velocidades intermedias, pudiendose entre ellos elegir el medio que mejor cumpla en las condiciones de enfriamiento deseado en cada caso.

5) Templabilidad o Penetración Del Temple

La dureza: resistencia que opone el material a la penetracion /// Templabilidad: la profundidad distribucion de la dureza provocada por el temple desde la condicion austeniticaen el interior de las piezas.
Ensayo Jommy es un procedimiento estandar utilizado ampliamente para determinar la templabilidad.

6) Revenido: El revenido es el proceso de calentamiento de un acero martensitico a temperatura inferior a la transformacion eutectoide durante un tiempo y a una temperatura de 250 a 650oC. La martensita obtenida del temple es muy dura y fragil. La ductilidad y la tenacidad se incrementan y las tensiones internas se reducen mediante el tratamiento termico llamado revenido.

6.1). MARTEMPERING (martemplado, marrevenido

): Es una modificacion del proceso de temple que se utiliza para minimizar en los aceros la distorsion y fisuras que pueden desarrollarse durante el enfriamiento no uniforme del material tratado en caliente. Su mejor aplicacion esta en piezas delgadas y donde se desea evitar las deformaciones y los peligros del temple tradicional.

6.2) AUSTEMPERING (Ausrevenido):

Es un proceso isotermico que produce una estructura tipo bainitico en algunos aceros. Es proceso alternativo de temple y revenido para aumentar la tenacidad y ductibilidad de algunos aceros.

• Ventajas: Se mejora la ductibilidad y la resistencia al impacto de ciertos aceros /// Se disminuye la distorsion de material templado /// Se evita asi el temple y su consiguiente revenido con los peligros de grietas y deformaciones que ello trae consigo.
• Desventajas: Necesidad de un bano especial de sales /// Puede utilizarse en limitados aceros.

7) Endurecimientos superficiales en aceros Los tratamientos termicos que modifican la composicion quimica superficial del acero que forma la pieza:

• La cementacion

en caja o carburacion solida se lleva a cabo empleando carbon vegetal. Es un procedimiento antiguo que permite generar un endurecimiento superficial de un acero, manteniendo su nucleo blando y tenaz. La carburación gaseosa (carburacion) se realiza con gas carburante como metano, etano, propano, butano. Los gases carburantes usados: metano, el etano y propano. Los hidrocarburos se descomponen, liberan una cantidad excesiva de carbono en forma de hollin que se deposita sobre todas las superficies expuesta. La carburación liquida (cianuracion) se introduce la pieza en bano de sales. Se realiza sumergiendo la pieza en banos de sales fundidas, estroncio o de bario que actuan como catalizador de la carburacion. La Nitruración, se realiza con gas amoniaco. Tiene por finalidad mejorar las propiedades de friccion y de resistencia a la abrasion, a la fatiga y a la corrosion de las piezas. Proceso de endurecimiento superficial mediante el cual se consiguen extraordinarias durezas despues de la exposicion del acero a un medio con presencia de nitrogeno.

7.4.1) Nitruración Iónica del acero: