Tratamientos térmicos, termoquímicos y especiales de los materiales metálicos

Tratamientos de los Materiales: Optimización de Propiedades

El objetivo principal de los tratamientos de materiales es mejorar o modificar las propiedades de los metales para que puedan desempeñar su trabajo de manera óptima.

1. Tratamientos Térmicos

Los tratamientos térmicos implican la alteración de las propiedades de los metales mediante ciclos de calentamiento y enfriamiento controlados.

1.1 Fases de un Tratamiento Térmico

• 1.1.1 Calentamiento: El material se calienta hasta que se convierte en austenita.
• 1.1.2 Mantenimiento: Se mantiene la temperatura para lograr un equilibrio térmico entre el centro y la periferia de la pieza.
• 1.1.3 Enfriamiento: Se enfría el material utilizando diferentes medios (aire, agua, aceite, sales, etc.).

1.2 Objetivos Generales

• 1.2.1 Alterar la composición química.
• 1.2.2 Lograr una estructura de mayor dureza.
• 1.2.3 Eliminar tensiones internas y acritud.
• 1.2.4 Obtener una estructura más homogénea.

1.3 Recocido

El recocido implica calentar el material y luego enfriarlo lentamente.

• 1.3.1 De regeneración.
• 1.3.2 Globular: Facilita la deformación en frío.
• 1.3.3 Contra la acritud.
• 1.3.4 De ablandamiento: Permite mecanizar piezas templadas.
• 1.3.5 De estabilización: Elimina tensiones internas.
• 1.3.6 Isotérmico.
• 1.3.7 Doble recocido.
• 1.3.8 Características:
  • 1.3.8.1 Ablanda los aceros.
  • 1.3.8.2 Mejora la maquinabilidad.
  • 1.3.8.3 Evita la acritud.
  • 1.3.8.4 Requiere un enfriamiento lento.

1.4 Normalizado

El normalizado busca devolver el material a su estado "natural". Se calienta hasta la temperatura crítica, se mantiene y se enfría al aire.

• 1.4.1 Características:
  • 1.4.1.1 Elimina tensiones internas.
  • 1.4.1.2 Se aplica principalmente a aceros al carbono.

1.5 Temple

El temple aumenta la dureza y resistencia del material. Consiste en un calentamiento seguido de un enfriamiento rápido.

• 1.5.1 Temple continuo:
  • 1.5.1.1 Completo: Se calienta a la temperatura de temple y se enfría, obteniendo martensita.
  • 1.5.1.2 Incompleto: La pieza enfriada está compuesta por martensita y cementita.
• 1.5.2 Temple escalonado:
  • 1.5.2.1 Austempering: Se calienta, se mantiene y se enfría en sales.
  • 1.5.2.2 Martempering: Similar al anterior, pero el baño se realiza a 200ºC.
• 1.5.3 Temple superficial: Calentamiento y enfriamiento rápidos y localizados.
• 1.5.4 Inconvenientes: Posible deformación de la pieza, descascarillamiento por oxidación y aumento de la fragilidad.
• 1.5.5 Características:
  • 1.5.5.1 Aumenta la dureza.
  • 1.5.5.2 Incrementa la fragilidad.
  • 1.5.5.3 Requiere un enfriamiento rápido.

1.6 Revenido

El revenido se realiza después del temple para eliminar la fragilidad y las tensiones internas.

• 1.6.1 Características:
  • 1.6.1.1 Se aplica después del temple.
  • 1.6.1.2 Ablanda ligeramente el acero.
  • 1.6.1.3 Reduce las tensiones internas.
  • 1.6.1.4 El enfriamiento puede ser al aire o en aceite.

2. Tratamientos Termoquímicos

Los tratamientos termoquímicos modifican la composición química de la capa superficial de los materiales.

2.1 Cementación

La cementación aumenta la cantidad de carbono en la capa exterior.

• 2.1.1 Fases:
  • 2.1.1.1 Enriquecimiento superficial con carbono.
  • 2.1.1.2 Fase de temple.
• 2.1.2 Características:
  • 2.1.2.1 Endurece la superficie.
  • 2.1.2.2 Aumenta el contenido de carbono.
  • 2.1.2.3 Requiere enfriamiento rápido.

2.2 Nitruración

• 2.2.1 Características:
  • 2.2.1.1 Endurece la superficie.
  • 2.2.1.2 Aumenta el volumen de la pieza.

2.3 Cianuración

La cianuración endurece la superficie añadiendo carbono y nitrógeno.

2.4 Carbonitruración

Similar a la cianuración, pero los elementos se añaden en forma de gases.

2.5 Sulfinización

Consiste en aplicar una pequeña capa de carbono.

• 2.5.1 Características:
  • 2.5.1.1 Aplicable a todos los aceros.
  • 2.5.1.2 Las piezas tratadas son insoldables.

3. Tratamientos Especiales

3.1 Metalización

Consiste en cubrir la pieza con otro metal.

• 3.1.1 Características:
  • 3.1.1.1 Proporciona resistencia al desgaste, rayado y corrosión.

3.2 Cromado Duro

Destinado a piezas que deben deslizar sobre otras.

3.3 Tratamiento Anticorrosivo (Anodizado)

Produce una capa de óxido protectora en la superficie.

• 3.3.1 Características:
  • 3.3.1.1 Proporciona resistencia a la abrasión, eléctrica y química.

3.4 Bombardeo con Perdigones

Provoca una deformación plástica superficial.

• 3.4.1 Características:
  • 3.4.1.1 Aumenta la dureza, la resistencia a la corrosión y a la fatiga.