Tratamientos Térmicos y Procesos de Nitruración en Metalurgia

Tratamientos Térmicos

Recocido

• Recocido de eliminación de tensiones: Este proceso permite eliminar tensiones internas que pueden dar lugar a deformaciones. Se realiza calentando el material a 550 °C durante un periodo que oscila entre media hora y varias horas, según el espesor de la pieza. Cabe destacar que no tiene efecto significativo en las propiedades mecánicas.
• Recocido de ablandamiento:
  • a) Recocido a 740 °C: Con enfriamiento al aire. Se aplica en las fundiciones grises para disminuir la dureza y facilitar el mecanizado.
  • b) Recocido a 800 – 900 °C: Con enfriamiento lento. Está destinado a fundiciones grises de gran dureza y fundiciones atruchadas.
• Recocido de maleabilización: Transforma las fundiciones blancas en fundiciones maleables.

Influencia del Manganeso

El manganeso se opone a la grafitización de forma similar al azufre; aumenta la dureza y disminuye la mecanizabilidad. Su papel principal en la aleación es neutralizar los efectos negativos del azufre.

Temple y Revenido

Este proceso es menos importante que en los aceros. En las fundiciones, la máxima dureza no se obtiene necesariamente con la máxima resistencia. En general, es más probable que se produzcan grietas o fisuras durante el proceso. Consiste en calentar el material entre 750 y 900 °C, seguido de un enfriamiento rápido para obtener martensita. La templabilidad se ve modificada por la presencia de elementos de aleación.

Temple Superficial

Permite mejorar la resistencia al desgaste en las fundiciones grises mediante el endurecimiento de la zona periférica. Las tensiones producidas son menores que las generadas por un temple total. Generalmente, se realiza mediante calentamiento a la llama y, en ocasiones, por inducción.

Proceso de Nitruración

La nitruración es un tratamiento de endurecimiento superficial por absorción de nitrógeno (N), logrando durezas muy elevadas en la periferia de la pieza.

Procedimiento y Reacciones

La pieza es sometida a una corriente de amoníaco a una temperatura de 500 °C. La reacción química se describe como:

2NH3 → 3H2 + N2

El nitrógeno se incorpora por difusión y forma nitruros con los elementos de la aleación como el Aluminio (Al), Cromo (Cr), Vanadio (V), Molibdeno (Mo) y Hierro (Fe). Estos nitruros poseen una alta dureza y el proceso presenta las siguientes ventajas:

• No requiere un enfriamiento brusco.
• No genera tensiones internas ni deformaciones.
• El proceso puede llevarse a cabo en atmósfera gaseosa o en baño de sales.
• Con tratamientos de 2 a 80 horas, se logran capas nitruradas con un espesor de 0.2 a 0.7 mm.

Composición de los Aceros de Nitruración

Se utilizan aceros aleados con un contenido de carbono de entre 0.20% y 0.60%. Es importante notar que el porcentaje de carbono no influye directamente en la capa nitrurada, sino que se selecciona según las características mecánicas requeridas en el núcleo de la pieza.

Elementos Aleantes

Los principales aleantes son Al, Cr, V y Mo. Con ellos se logran las mayores durezas; el Molibdeno (Mo) se utiliza específicamente para disimular o mitigar la fragilidad de la capa endurecida.