Tratamientos Térmicos del Acero: El Proceso de Temple y Templabilidad

¿Qué es el Temple?

El temple consiste en calentar los aceros hasta una temperatura elevada, superior a la de austenización, seguido de un enfriamiento lo suficientemente rápido para obtener una estructura martensítica. Mediante este proceso, se obtiene un material muy duro y resistente mecánicamente. El enfriamiento consiste en sumergir la pieza en agua, aceite o aire frío; para conseguir un mejor temple, se agita el fluido refrigerante.

El Ensayo Jominy: Determinación de la Templabilidad

El ensayo Jominy determina el grado de templabilidad. Consiste en mantener constantes los factores que influyen en la profundidad del endurecimiento, excepto la composición. Una probeta de 25 mm de diámetro y 100 mm de longitud se lleva a la temperatura de austenización; el extremo de la pieza se templa mediante un chorro de agua. La velocidad de enfriamiento es máxima en el extremo templado y disminuye a lo largo de la probeta. Cuando se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 mm de espesor, se determina la dureza y se traza una curva de templabilidad.

Factores que Influyen en el Temple

• Composición del acero: Fundamentalmente influye el contenido en carbono, hasta llegar a un máximo.
• Temperatura a la que hay que calentar: Esencial para alcanzar la fase deseada.
• Tiempo de calentamiento: Relacionado con la masa, para conseguir la austenización completa.
• Velocidad de enfriamiento: Es el factor más importante, condicionado por el medio de temple.
• Medio donde se realiza el temple: Condiciona directamente la velocidad de enfriamiento.
• Tamaño y geometría de la muestra: En una pieza gruesa se necesita más tiempo para que el interior consiga la austenización.

Medios de Temple y su Efectividad

El agua es el medio que produce temples más rápidos o severos, seguido del aceite, que es más efectivo que el aire. El grado de agitación de los medios influye directamente en la velocidad de enfriamiento.

Para aceros con alto contenido en carbono se utilizan los aceites. El temple al aire de los aceros al carbono provoca una microestructura casi totalmente perlítica. El agua es un medio rápido de enfriamiento con el que se consiguen temples muy fuertes, y se utiliza principalmente para templar aceros al carbono. El aceite enfría más lentamente que el agua y consigue temples más suaves; se usa habitualmente para aceros aleados.

Tipos de Temple

• Continuo de austenización completa: Indicado para aceros hipoeutectoides. Se calienta 50 °C por encima de la temperatura Ac3 y se enfría en el medio más adecuado. El principal componente obtenido es la martensita.
• Continuo de austenización incompleta: Indicado para aceros hipereutectoides. La temperatura de calentamiento se sitúa 50 °C por encima de Ac1; la perlita se transforma en austenita y queda intacta la cementita. Se enfría a una velocidad superior a la crítica, dando como resultado una estructura mixta de martensita y cementita.
• Martensítico: Se calienta a la temperatura de austenización y se mantiene. Después se enfría en un baño de sales, manteniendo la temperatura constante durante un tiempo por encima de Ms.
• Austempering: Proceso similar al anterior. El tiempo de permanencia en las sales debe ser lo suficientemente largo para que la curva de transformación se atraviese y la austenita se transforme por completo en bainita.
• Superficial: Se calienta rápida y superficialmente un material, de modo que solo una capa delgada alcanza la temperatura de transformación austenítica, para luego enfriarse rápidamente. El núcleo permanece inalterado (blando y con buena tenacidad), frente a la superficie, que resulta dura y resistente al rozamiento.