Tratamientos Térmicos y Termoquímicos en Aceros: Propiedades y Aplicaciones

Los tratamientos térmicos tienen por finalidad adecuar las propiedades de los metales a nuestras necesidades de uso. Consisten en calentar y mantener la pieza o herramienta de acero a una temperatura adecuada durante cierto tiempo, para luego dejar enfriar en condiciones convenientes. El tiempo y la temperatura son los factores principales y hay que fijarlos de antemano de acuerdo con las propiedades que se deseen obtener.

Tratamientos Térmicos Más Usados

En el recocido, normalizado y templado se calienta la pieza a la temperatura crítica superior (AC2) o ligeramente superior a ella, se la mantiene a esa temperatura para homogeneizarla; y se deja enfriar la pieza dependiendo del tratamiento elegido: en el recocido se deja enfriar muy lentamente dentro del horno, en el normalizado al aire libre, y en el templado se hace rápidamente en aceite o agua.

El proceso de revenido se hace posterior al de templado, calentando a temperaturas inferiores a la AC1 (721 °C) para homogeneizar, y se deja enfriar al aire a temperatura ambiente. Se logra disminuir la dureza y la resistencia de los aceros, pero aumenta la tenacidad.

Tratamientos Termoquímicos con Cambio de Composición

En esta clase de tratamientos, además de tener en cuenta el tiempo y la temperatura como factores fundamentales, se tiene en cuenta el medio o atmósfera que rodea al metal durante el calentamiento y enfriamiento. Se suelen emplear para lograr piezas de gran dureza superficial, para resistir el desgaste y aumentar la tenacidad en el núcleo. Son:

• Cementación: Se aumenta el contenido de carbono (presente en la cementita) en la superficie de la pieza, colocándola dentro de una "caja de cemental" donde se encuentran sustancias carburantes. Luego se realiza un calentamiento hasta 1000 °C, debiendo permanecer a esa temperatura por varios días para posteriormente dejar enfriar dentro del horno. Luego de esto se le debe realizar un templado y revenido a la pieza para que adquiera la gran dureza superficial. Este tratamiento se realiza en aceros que tengan entre 0,3 a 0,5 % de carbono.
• Cianuración: Se calienta la pieza con un soplete hasta 900 °C, se espolvorea la misma con sal de cianuro y se vuelve a calentar con soplete asegurando un buen fundido de la sal; de esta forma el acero absorbe carbono y nitrógeno en la zona superficial, quedando la zona periférica muy dura después de un temple final.
• Sulfinización: Se calientan los aceros en un baño de sales hasta 565 °C; estos absorben azufre en su superficie, logrando mayor resistencia al desgaste.
• Nitruración: Se calientan los aceros a 500 °C estando en contacto con una corriente de amoníaco, absorbiendo nitrógeno, dando como resultado una pieza muy dura sin necesidad de otro tratamiento posterior.

Clasificación de los Materiales

• Materias primas: Son los productos naturales, ejemplo: rocas, petróleo, gas, minerales, etc.
• Materiales primarios: Pueden ser de dos ramas diferentes:
  • a) Productos naturales: Ejemplo: madera como material primario.
  • b) Derivados de las materias primas: Plásticos, gomas, metales, etc.

Ensayo de las Materias Primas

Para que una materia prima pueda ser utilizada para la elaboración de materiales primarios debe cumplir con ciertos ensayos. Por ejemplo, el carbón: se tiene en cuenta: granulometría, contenido de agua, de cenizas, de carbono e hidrógeno, de fósforo y nitrógeno, calor de combustión.

Clasificación de los Materiales Según Deformaciones

• Frágiles: Son materiales que no admiten deformaciones plásticas.
• Dúctiles: Materiales que absorben grandes deformaciones plásticas.
• Maleables: El material sufre deformaciones por compresión.