Procesos Termoquimicos
Nepthus25 de Mayo de 2015
6.340 Palabras (26 Páginas)302 Visitas
Universidad Nacional de Cuyo
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria
Alumno: Cristian González
Legajo N° 3149
Industrias mineras de base metálica - 2010 Página 1
Unidad N° 12
“Tratamientos termoquímicos de los
aceros”
Introducción ................................................................................................................................ 2
Carburación o cementación (Carburizing) ................................................................................... 2
Definición ...................................................................................................................................... 2
Objetivos de la carburación .......................................................................................................... 2
Descripción ................................................................................................................................... 3
Tipos de carburación..................................................................................................................... 4
Carburación sólida .................................................................................................................... 4
Carburación gaseosa ................................................................................................................ 5
Carburación líquida .................................................................................................................. 7
Nitruración (Nitriding) ................................................................................................................. 8
Definición ...................................................................................................................................... 8
Objetivos de la nitruración ........................................................................................................... 8
Descripción ................................................................................................................................... 9
Ventajas y desventajas................................................................................................................ 10
Carbonitruración o nitrocarburación (Carbonitriding) ............................................................... 11
Definición .................................................................................................................................... 11
Objetivos de la carbonitruración ................................................................................................ 11
Descripción ................................................................................................................................. 11
Cianuración o carbonitruración líquida (Cyaniding) ................................................................... 13
Definición .................................................................................................................................... 13
Objetivos de la cianuración ......................................................................................................... 13
Descripción ................................................................................................................................. 13
Ventajas y desventajas de la cianuración ................................................................................... 14
Sulfinización .............................................................................................................................. 15
Definición .................................................................................................................................... 15
Objetivos del sulfinizado ............................................................................................................. 15
Descripción ................................................................................................................................. 15
Comparación de los distintos métodos de endurecimiento superficial...................................... 16
Bibliografía ................................................................................................................................ 18
Universidad Nacional de Cuyo
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria
Alumno: Cristian González
Legajo N° 3149
Industrias mineras de base metálica - 2010 Página 2
Introducción
Los tratamientos termoquímicos, consisten en calentar un producto siderúrgico a una
determinada temperatura en un medio capaz de cederle, carbono, carbono y nitrógeno,
nitrógeno, etc., durante cierto tiempo y luego, en general enfriarlo en un líquido, al aire,
dentro del horno o por contacto con un sólido.
Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas y consiguen
aumentar la dureza superficial de los componentes dejando el núcleo más blando y flexible. No
solo se producen cambios en la estructura del acero, sino también en su composición química,
añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento.
Se efectúan en aceros de bajo porcentaje de carbono (menos del 0,30 % C) y requieren
el uso de calentamiento y enfriamiento en atmósferas especiales. Los distintos tipos de
tratamientos termoquímicos son:
• Carburación o cementación, cuando se adiciona carbono.
• Nitruración, cuando se incorpora nitrógeno.
• Cianuración y carbonitruración, cuando se incorpora carbono y nitrógeno.
• Sulfinización, cuando se incorpora azufre.
Los tratamientos termoquímicos pertenecen a lo que se denominan tratamientos
térmicos superficiales. Éstos tienen por objeto el endurecimiento de la superficie de los
metales, y por consiguiente, el aumento de resistencia al desgaste, conservando su ductilidad y
la tenacidad del núcleo.
En muchas aplicaciones es conveniente emplear una pieza de acero cuya porción
interior o núcleo sea tenaz y dúctil y posea una superficie dura, que resista el desgaste y la
corrosión.
Carburación o cementación (Carburizing)
Definición
La carburación es un tratamiento termoquímico que consiste en calentar un producto
siderúrgico durante cierto tiempo a una temperatura superior a Ac3, en un medio capaz de
cederle carbono y luego enfriarlo en un líquido, al aire o por contacto con un sólido.
Objetivos de la carburación
La finalidad principal que se persigue mediante la incorporación de carbono y el temple
posterior es obtener.
a) Dureza superficial elevada.
b) Gran resistencia al desgaste.
c) Núcleo resistente, dúctil o tenaz, de acuerdo con los requerimientos del uso.
d) Elevación de límite de fatiga.
Universidad Nacional de
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria
Alumno: Cristian González
Legajo N° 3149
Industrias mineras de base metálica
Descripción
Este es el más viejo y u
acero de bajo carbono, generalmente como del 0.20% de carbono o menos, se coloca en una
atmósfera que contiene grandes cantidades de monóxido de carbono. La temperatura usual de
carburización es de 930ºC. A esta temperatura, tiene lugar la siguiente reacción:
Donde representa el carbono disuelto en austenita. La máxima cantidad de
carbono que puede disolverse en austenita a 930ºC está señalada en el diagrama de equilibrio
hierro-carburo de hierro en la línea A
superficial de alto carbono (como del 1.2%). Como la parte interna es de bajo contenido de
carbono, los átomos de carbono que tratan de alcanzar el equilibrio empezarán a difundir
hacia adentro. La rapidez de difusión del carbono en austenita
temperatura, depende del coeficiente de difusión y del gradiente de concentración del
carbono. Una vez que la difusión ha tenido lugar por la cantidad de tiempo requerida,
dependiente de la profundidad deseada para la parte externa, la pieza se saca del horn
enfría.
Si la pieza se enfría en un horno y se
examina microscópicamente, el gradiente
de carbono será visible en el cambio gradual
de la estructura. En la superficie está la zona
eutectoide de perlita con una red blanca de
cementita, seguida sólo por la zona
eutectoide de perlita y finalmente la zona
hipoeutectoide de perlita y ferrita, con la
cantidad de ferrita aumentando hasta que
se alcance la parte interna.
Universidad Nacional de Cuyo
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria
Cristian González
Industrias mineras de base metálica - 2010
Este es el más viejo y uno de los más baratos métodos de endurecimiento superficial. Un
acero de bajo carbono, generalmente como del 0.20% de carbono o menos, se coloca en una
atmósfera que contiene grandes cantidades de monóxido de carbono. La temperatura usual de
es de 930ºC. A esta temperatura, tiene lugar la siguiente reacción:
2
representa el carbono disuelto en austenita. La máxima cantidad de
carbono que puede disolverse en austenita a 930ºC está
...