Tratamientos Termicos

Introducción

El tema de este reporte es acerca de los “TRATAMIENTOS TERMICOS”, estos son procesos que se les dan a los materiales plenamente formados que pueden ser polímeros, metales, cerámicos entre otros. Por lo general estos procesos son aplicados a los metales en especial a las aleaciones de hierro-carbono (Fe-c).

Este tipo de aleaciones se utilizan para muchos productos u objetos que son de gran importancia para la actualidad de hoy. Algunos tipos de aleaciones las podremos encontrar en los aviones, automóviles, chapas, puertas, marcos, accesorios, maquinas de soldar etc.

Aleacion

Una aleación es una combinación, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal.

Las aleaciones están constituidas por elementos metálicos como Fe, Al, Cu, Pb, ejemplos concretos de una amplia gama de metales que se pueden alear. El elemento aleante puede ser no metálico, como: P, C, Si, S, As

Tratamientos térmicos

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos. Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.

Entre estas características están:

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.

• Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).

• Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

• Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar.

Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particular de los aceros, reside en la composición química de la aleación que los forma y el tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Los tratamientos térmicos modifican la estructura cristalina que forman a los aceros sin variar la composición química de los mismos.

Estructuras cristalinas

Es aquella en que los átomos se localizan en posiciones regulares y recurrentes en tres dimensiones. El patrón puede repetirse millones de veces dentro de un cristal dado. La estructura puede verse en forma de una celda unitaria, que es el agrupamiento geométrico básico de los átomos y que se repite.

Los átomos y moléculas son los bloques de construcción de la mayoría de las estructuras macroscópicas de la materia que se considera en esta sección y en la siguiente. Cuando los materiales se solidifican a partir de un estado fundido tienden a quedar cerca y a empacarse en una forma muy comprimida, en muchos casos se arreglan de una manera ordena y en otras no tanto.

Muchos materiales forman cristales cuando se solidifican a partir de un estado de fusión o liquido. Estos es característicos de en prácticamente todos los metales, asi como de muchas cerámicas y polímeros.

Tipos de estructuras cristalinas

En los metales son tres tipos de estructuras de red:

1. Cúbica centrada en el cuerpo. (BCC)

2. Cúbica centrada en las caras. (FCC)

Cuando un metal (u otro material) cambia su estructura según lo descrito sin perder la composición química del material, se le conoce como alotrópico.

Imperfecciones cristalinas

Se refiere a las desviaciones en el patrón regular de la estructura de red cristalina.

Se pueden presentar de tres maneras:

1. Defectos puntuales.

2. Defectos lineales.

3. Defectos superficiales.

Defectos puntuales:

Son imperfecciones en la estructura cristalina que involucran ya sea un solo átomo o varios de ellos. Estos adoptan varias formas que son los siguientes:

1.1 vacancia: es el defecto más simple, que involucra la falta de un átomo dentro de la estructura de red.

1.2 vacancia por par de iones: incluye un par de faltantes de iones de carga opuesta en un compuesto que tiene un balance de carga conjunta.

1.3 intersticios: distorsión en la red producida por la presencia de un átomo adicional a la estructura.

1.4 desplazamiento iónico: ocurre cuando un Ion se retira de una posición regular en la estructura de red y se inserta en una posición intersticial cuya ocupación no es normal por parte del dicho Ion.

Defecto lineal:

Es un grupo conectado de defectos puntuales que forman una línea en la estructura de red. El defecto más importante es la dislocación que se presenta de dos maneras:

1. dislocación de borde: es el arista de un plano adicional que existe en la red.

2. dislocación de tornillo: es una espiral dentro de la estructura de red alabeada de una línea de imperfección, como un tornillo.

Estos surgen mediante la solidificación o durante el proceso de deformación que se realice sobre el material sólido.

Defectos superficiales:

Son imperfecciones que se extienden en dos direcciones para formar una frontera.

Hay varias razones por las que las que una estructura cristalina no puede ser perfecta. Es frecuente que surjan imperfecciones de manera natural debido a la incapacidad del material que se solidifica para continuar sin interrupción la repetición de la celda unitaria en forma indefinida.

Fases de transformación en los aceros por temperatura y tiempo

Martensita: está conformado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado austenítico a altas temperaturas. Con un tratamiento mecánico adecuado la estructura puede presentar una sola variante. Un caso particular son las aleaciones martensíticas ferromagnéticas, con interesantes propiedades al aplicarles un campo magnético.

Imagen. Diferentes tipos de martensitas

Perlita: es una mezcla de fase ferrita y carburo en la forma de placas delgadas paralelas. Se obtiene por enfriamiento lento de la austenita, de manera que la trayectoria de enfriamiento pase a través de la nariz del diagrama TTT. La microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases (α y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos aumentos.

Hay dos tipos de perlita:

• Perlita fina: dura y resistente.

• Perlita gruesa: menos dura y más dúctil.

Bainita: es una mezcla alternativa de las mismas fases, que produce mediante el enfriamiento inicial rápido a una temperatura por encima de la martensita. La bainita es una mezcla de fases de ferrita y cementita y en su formación intervienen procesos de difusión.

Austenita: también conocida como acero gamma (γ) es una forma de ordenamiento específica de los átomos de hierro y carbono. Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900 ºC a 1400 ºC. La austenita es dúctil, blanda y tenaz. Es la forma cúbica centrada en las caras (FCC) del hierro. También se le conoce como austerita.

Características:

La austenita no es estable a temperatura ambiente excepto en aceros fuertemente aleados, como algunos inoxidables. La austenita es blanda y dúctil y, en general, la mayoría de las operaciones de forja y laminado de aceros se efectúa a aproximadamente los 1100 ºC, cuando la fase austenítica es estable.

Cementita: Es el carburo de hierro de fórmula FeC, es el micro constituyente más duro y frágil de los aceros al carbono. La cementita es muy dura, de hecho es el constituyente más duro de los aceros al carbono. La cementita destaca por ser un constituyente frágil, con alargamiento nulo y muy poca resiliencia. Su temperatura de fusión es de 1227ºC. como la cementita es muy dura y frágil no es posible utilizarla para operaciones de laminado o forja debido a su dificultad para ajustarse a las concentraciones de esfuerzos.

Troostita: Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en el rango de temperatura de 500 a 600ºC, o por revenido a 400ºC.

Características.

1. Tienen dureza alta.

2. Resistencia a la tracción de 140 a 175 kh/mm^2

3. Alargamiento de 5 a 10%.

Sorbita: Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita.

Características:

1. Su dureza es de 250 a 400 Brinell.

2. su resistencia a la tracción es de 88 a 140 kg/mm2,

3. con un alargamiento del 10 al 20%.

Ledeburita

La ledeburita no es un constituyente de los aceros, sino de las fundiciones. Se encuentra en las aleaciones Fe-C cuando el porcentaje de carbono en hierro aleado es superior al 25%, es decir, un contenido total de 1.76% de carbono.

La ledeburita se forma al enfriar una fundición líquida de carbono (de composición alrededor del 4.3% de C) desde 1130ºC, siendo estable hasta 723ºC, descomponiéndose a partir de esta temperatura en ferrita y cementita

Ferrita

En metalurgia una de las estructuras cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y tiene propiedades magnéticas. Se emplea en la fabricación de imanes permanentes aleados con cobalto y bario, en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, zinc o manganeso. Las ferritas tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro. Las ferritas se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia y dureza, previamente moldeadas por presión y luego calentadas, sin llegar a la temperatura de fusión, dentro de un proceso conocido como sinterización. Mediante este procedimiento se fabrican núcleos para transformadores, inductores/bobinas y otros elementos eléctricos o electrónicos.

Diagrama F-C que muestra las diferentes estructuras que se originan debido al porcentaje de carbono y a la temperatura que se trabaje.

Tipos de porcentaje de carbono

Eutectoide: acero con un .86% de carbono que tiene una cantidad equilibrada de cristales de hiero y carburo de hierro (cementito) que forman cristales homogéneos e uniformes denominados perlita.

Hipoeutectoide: acero con menos de 0.86% de carbono, contiene poco carbono para formar la estructura de la perlita por lo que queda ferrita formando una estructura no equilibrada llamda ferrita-perlita.

Hipereutectoide: acero mayor a un 0.86% de carbono, todos los cristales de hierro se emplean en formar perlita quedando carburo de hierro sobrante dando una estructura no equilibrada que se designa como perlita-cementita.

Fases del hierro

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.

En el diagrama de fase del Fe se observa las formas alotrópicas del hierro sólido, BCC y FCC, a distintas temperaturas:

Hierro alfa (α): Cristaliza a 768 ºC. Su estructura cristalina es BCC con una distancia interatómica de 2.86 Å. Prácticamente no disuelve en carbono.

Hierro gamma (γ): Se presenta de 910ºC a 1400ºC. Cristaliza en la estructura cristalina FCC con mayor volumen que la estructura cristalina de hierro alfa. Disuelve fácilmente en carbono y es una variedad de Fe magnético.

Hierro delta (δ): Se inicia a los 1400ºC y presenta una reducción en la distancia interatómica que la hace retornar a una estructura cristalina BCC. Su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487ºC. No posee una importancia industrial relevante. A partir de 1537ºC se inicia la fusión del Fe puro.

Temperaturas a la que se transforma el hierro en sus diferentes fases

Tratamientos térmicos

Conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas. Así como el cambio de los micros estructuras cristalinas.

La base del tratamiento térmico es la cinética, que podría definirse como la ciencia que estudia las transformaciones de fase dependientes del tiempo. Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son:

 Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.

 Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.

 Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.

 Normalizado: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.

Características de los tratamientos térmicos:

1. Modifican la estructura cristalina, sin alterar la composición química.

2. Se aplican antes del proceso de formado.(ablandar)

3. Tienen proceso de enfriamiento y calentamiento.

4. Dependen del tiempo.

Aplicaciones:

1. Sobre metales.

2. Vidrio-cerámico.

3. Vidrios-templados.

4. Metales pulverizados.

5. Cerámicos.

Tipos de tratamientos térmicos.

Los principales son:

1. Recocido.

2. Temple

3. Revenido.

Temple

Es un tratamiento térmico consistente en el rápido enfriamiento de la pieza para obtener determinadas propiedades de los materiales. En metalurgia, es comúnmente utilizado para endurecer el acero mediante la introducción de martensita , en cuyo caso el acero debe ser enfriado rápidamente a través de su punto eutectoide, la temperatura a la que la austenita se vuelve inestable.

Proceso en general:

1. Calentamiento a temperatura requerida y alta, el remojo se puede hacer por vía aérea y debe durar por lo menos de 1 a 2 minutos para cada milímetro de la sección transversal.

2. Enfriamiento de la pieza: el agua es uno de los enfriamientos más eficientes, dándole la dureza que se requieres, pero el problemas es que le puede causar deformaciones y pequeñas grietas.

3. Para disminuir la distorsión de las piezas se endurecen de manera vertical.

Proceso del templado

Protecciones al calentar y sustancias que se usan en los tratamientos térmicos

Se debe evitar la oxidación y descarburación de las pieza a templar.

• Sólidos (virutas de fundición de hierro, carbón), adecuado en hornos eléctricos, para aceros al carbono, de baja aleación de hasta 0,6% de C cromo, alta y temperatura de endurecimiento inferior a 1050 ° C ;

• Sustancias líquidas ( sales fundidas) para piezas de valor, como herramientas de corte o partes de máquinas, que requieren uniformidad y exactitud de calefacción;

• Sustancia gaseosa (CO, CO2, H2, N2, los gases inertes para la remuneración a gran escala, un caso particular es el vacío.

Temperatura de calentamiento.

Se debe tener cuidado en subir la temperatura porque se puede producir sobrecalentamiento del grano cristalino, con quema de los bordes los granos producen infiltración de oxigeno, oxidación, descarburación.

1. 30º C si se trata de agua.

2. 50º C si es en aceite.

3. 70º C si es aire.

Medios de enfriamiento.

Hay muchos tipos de sustancias donde enfriar. Algunos de los más comunes son:

1. Aire.

2. Sales fundidas.

3. Aceite.

4. Agua.

Algunas medidas que se deben tomar antes de estos procesos son:

a) Una velocidad de enfriamiento alta en el intervalo de la A1-MS- para evitar la formación de la perlita o bainita

b) El líquido no debe descomponerse en contacto con el material.

c) El agua es el medio de enfriamiento más extendida, especialmente para aceros al carbono y algunos aceros de baja aleación, pero no es el fluido ideal. Su acción puede mejorarse con la adición de sustancias que elevan el punto de ebullición, por ejemplo con NaCl o NaOH.

d) El aceite mineral es adecuado para aceros aleados de baja y media, que es capaz de formar austenita estable y luego transformada con una baja velocidad crítica de endurecimiento. Es más cerca del fluido ideal, reduciendo la tensión interna y defectos del temple.

e) El aire se recomienda para alta aleación y las piezas complejas de baja o media aleación.

f) Las sales fundidas, adecuado para piezas relativamente pequeñas y de acero bien templado, especialmente aconsejable en tratamientos sustitutivos de temple isotérmico.

Tipos de endurecimiento:

Endurecimiento por precipitación.

Desarrollo de obstáculos al movimiento de dislocaciones y con ello mayor dureza, mediante la precipitación de de una segunda fase.

Objetivos del endurecimiento por precipitación:

1. Aumentar la resistencia de muchas aleaciones.

2. Crear una dispersión densa y fina de partículas precipitadas en una matriz para un metal deformable.

3. Reforzar la aleación tratada térmicamente.

Endurecimiento por solución.

Reforzamiento mecánico de un material, relacionado con la restricción de la deformación plástica debido a la formación de una solución sólida.

Endurecimiento del acero por enfriamiento rápido en horno de enfriamiento rápido

En el proceso de endurecimiento de aceros no aleado se calienta el metal entre 800°C y 900°C durante tanto tiempo hasta que, en el caso de acero, solo ceda austenita pura. En aceros aleados puede ser necesitada otra temperatura muy diferente.

Para evitar la corrosión se puede utilizar gas exotérmico en los hornos. Gas exotérmico que consiste de hidrocarburos y contiene además de CO, H2 y N2, también CO2 y H2O se produce en un generador de gas correspondiente.

Horno para cementación

El proceso de endurecimiento por cementación se utiliza para aceros con poco carbono. La pieza se maleabiliza en gas endotérmico y de alto contenido de carbono.

El gas endotérmico se produce en el reactor de gas correspondiente a partir de metano, etano o propano y está compuesto en gran medida por monóxido de carbono, hidrógeno y nitrógeno.

Generador para la producción de gas endotérmico

Templado por inducción

Este proceso consiste en exponer la pieza de acero a un campo magnético alterno, el cual penetra el calor superficialmente. La energía del campo magnético se transforma en calor aumentando la temperatura de superficie de la pieza hasta llegar pocos segundo a la temperatura de templado (900*c).

Ventajas del calentamiento por inducción:

• Permite tratar una parte determinada de la pieza (perfil de temple)

• Control de la frecuencia y tiempos de calentamiento

• Control del enfriamiento

• Ahorro de energía

• No hay contacto físico

• Control y localización del calor

• Incrementa el rendimiento y ahorra espacio

Recocido

Consiste en calentar el metal a una temperatura adecuada, en la cual se mantiene por un cierto tiempo y después se en fría lentamente. El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.

Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir.

Algunas características son:

1. Reducir la dureza y fragilidad.

2. Alterar la micro-estructura.

3. Ablandar los metales para darles mayor maquinabilidad.

4. Recristalizar los trabajos en frío.

5. Afinar el grano.

6. Hacer una mezcla homogénea.

4 características del recocido

A) Trabajo en frío: significa deformar mecánicamente el metal a temperaturas relativamente bajas. La cantidad de trabajo en frío se define como la relación a la reducción de área de la sección transversal, mediante el procesamiento de troquelado o prensado.

B) Recuperación: es la etapa mas sutil del recocido, ya que en este no presenta ningún cambio microestructural considerable. Sin embargo la movilidad atómica es suficiente para disminuir las contracciones de defectos puntuales dentro de los granos.

C) Re cristalización: aparecen nuevos granos con un eje en común, libres de esfuerzo agrupados en la región de altos esfuerzos. Estos granos crecen hasta que constituyen la micro estructura completa.

D) Crecimiento de grano: concentrar las granos dispersos en una sola sección para darle mejores propiedades mecánicas y una mejor estructura de recristalización.

Proceso del recocido

El tratamiento permite que el metal endurecido por deformación se recristalice de manera parcial o temporal, dependiendo de las temperaturas, los periodos de recalentamiento y las velocidades enfriamiento.

Calentado

1. Depende del contenido del carbón.

2. La velocidad de calentamiento es moderada, se requiere una hora de calentamiento por cada 2MM de espesor o dimensión transversal media de la pieza.

Temperatura recomendadas:

1. HIPOEUTECTOIDES: AC3+50ºC

2. EUTECTOIDES: AC1+50ºC

3. HIPERECTECTOIDES: AC1+50ºC

Tipos de recocido.

Recocido normalizado.

La normalización es un proceso de recocido con el objetivo de dejar el material en estado normal, es decir, con ausencia de tensiones internas y con distribución uniforme del carbono. Para ello, se mantienen las temperaturas altas hasta la total transformación en austenita con enfriamiento al aire.

Recocido homogéneo: para destruir las heterogeneidades químicas (segregaciones de carbono, azufre y fósforo) que se originan en la solidificación. En este caso la temperatura de calentamiento es muy elevada.

Recocido de regeneración: se da a los aceros sobrecalentados para afinar el tamaño de grano y cuando se desee destruir el efecto de un tratamiento térmico mal efectuado.

Recocido de ablandamiento: se efectúa cuando hay necesidades de mecanizar piezas de acero templadas, con objeto de quitarles la dureza y facilitar la operación de maquinarlo.

Recocido de estabilización: se da después de los trabajos de forja, laminado y mecanizado, así como a las piezas fundidas, para eliminar las tensiones internas.

Recocido isotérmico: consiste en enfriar las piezas en estado austenitico, en un baño de sales dejándolas allí hasta que la austenita pasa a perlita.

Medios de enfriamiento

a) Aire en cala o a presión: la pieza se en fría por radiación, convección y conducción, se consigue la menor severidad de temple posible.

b) Aceites minerales: derivados del petróleo. Tienen la menor elevada severidad de temple y se emplean para templar aceros altos en carbono.

c) Agua y con sales disueltas: es el medio de enfriamiento más usado en el endurecimiento, se emplea con el 10% de cloruro de sodio. Severidad>temple

d) Sales y metales fundidos: tanto los metales fundidos (mercurio, plomo, plomo estaño) como ciertas sales se emplean como medios de refrigeración en los tratamientos isotérmicos.

Revenido.

El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.

Características:

• Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un punto de mínima fragilidad.

• Reducir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple.

• Reducir la resistencia a la rotura por tracción, el límite elástico y la dureza.

• Elevar las características de ductilidad; alargamiento estricción y las de tenacidad; re silencia.

Tipos de revenido:

• Baja temperatura o eliminación de tensiones.

Finalidad: Reducir tensiones internas del material templado, sin reducir la dureza.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 200°C a 300°C, mantener la temperatura constante (dependiendo del espesor de la pieza), sacar la pieza del horno y enfriarla, determinar la dureza final.

• Alta temperatura o bonificación

Finalidad: Aumentar la tenacidad de los aceros templados

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 580°C a 630°C , mantener la temperatura constante, sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferiblemente al aire, determinar la dureza final.

• Estabilización

Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener estabilidad dimensional.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la pieza a 150°C, mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferentemente al aire, determinar la dureza final.

Fases del revenido.

El revenido se hace en tres fases

• Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.

El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450°C a 600°C, mientras que para los aceros de herramienta la temperatura de revenido es de 200°C a 350°C.

• Mantenimiento de la temperatura

La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.

• Enfriamiento

La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es convenientemente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al aire libre.

Hornos

Horno de revenido

Eliminar los residuos adheridos al material.

• Horno de baño en sales - hasta 1000°C

Los hornos de revenido en baño de sales se componen de un crisol metálico para la contención de las mismas, calentado exteriormente por resistencias eléctricas, gas o gas-oil.

Estos hornos están dotados generalmente de regulación automática de temperatura por medio de termopares angulares, que se encuentran sumergidos en las sales fundidas y un sistema de seguridad instalado en la cámara de calentamiento.

Las piezas a revenir se calientan rápida y uniformemente al quedar sumergidas en las sales fundidas, debiendo tener las precauciones necesarias al trabajar con sales fundidas a altas temperaturas.

• Horno a combustión con carro automatizado.

Estos hornos garantizan un calentamiento rápido y uniforme de laz piezas debido a la forzada del aire caliente que las envuelve en la totalidad.la recirculación esta provocada por uno o varios grupos de moto-ventiladores centrífugos, montados en los lugares más simples del horno.

Métodos de enfriamiento

Aire a presión

 La pieza se en fría por radiación, convección y conducción, se consigue la menor severidad de temple posible.

Aceites

 Tienen la menor elevada severidad de temple y se emplean para templar aceros altos en carbono.

Agua son sales disueltas

 Es el medio de enfriamiento mas usado en el endurecimiento, se emplea con el 10% de cloruro de sodio.

 1. La velocidad de enfriamiento es más alta para el mismo grado de agitación.

 2. Las temperaturas son menos críticas que para el agua, y por lo tanto, requieren menor control.

 3. La distorsión es menos severa.

Diagramas TTT

Resume las posibles transformaciones de la austenita para cada acero.

Pueden incorporar descripciones de transformación en relación con el tiempo

Diagrama TTT (Tiempo, Transformación y Temperatura)

Tratamientos con difusión.

 Llevan asociado un cambio en la micro estructura como consecuencia de la migración atómica a largo alcance.

Trasformación sin difusión.

 Son transformaciones sin difusión que tienen lugar tanto en los metales como en los no metales.

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