Tratamientos Termicos

Tratamientos térmicos del Acero

Ingeniería de Materiales

M.C. Anabel Clemente Hernández

INTRODUCCIÓN

El tratamiento térmico es uno de los pasos fundamentales para que un material pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales esta creado. Consisten en reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.

Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.

El acero es una aleación de hierro y carbono que contiene otros elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria metalmecánica. Otros principales elementos de composición son el Cr, W, Mn, Ni, V, Co, Mo, Cu, S y P.

Propiedades mecánicas del acero

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta 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 acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero son:

• Temple

• Cementación

• Nitruración

• Revenido

TEMPLE

• Tratamiento térmico al que se someten piezas o masas metálicas ya conformadas en el mecanizado, para aumentar su dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad.

• El proceso se lleva a cabo calentando el acero a una T aprox., de 915°C en el cual la ferrita se convierte en austenita, después la masa metálica es enfriada rápidamente, sumergiéndola o rociándola en agua, en aceite o en otros fluidos o sales. Después del temple siempre se suele hacer un revenido.

• Se logra disminuir y afinar el tamaño del grano acero. Se pretende la obtención de una estructura totalmente martensítica.

Tipos de temple

• Hay dos tipos de temples:

• Uno de ellos es el que se templa la totalidad de la pieza, incluyendo su núcleo. Otro es el que solo se templa su superficie externa, dejando el núcleo menos duro, para que sea más flexible. A este segundo temple se le llama "temple superficial" y existen dos tipos de éste según la manera de calentar: "a la llama" (en desuso) y el temple por inducción.

Factores que influyen en el temple

• La composición química del acero a templar, especialmente la concentración de carbono. También es muy importante la presencia de aleantes ya que amplían la franja temporal de enfriamiento en la que se puede obtener martensita.

• La temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento de acuerdo con las características de la pieza.

• La velocidad de enfriamiento y los líquidos donde se enfría la pieza para evitar tensiones internas y agrietamiento.

• Las tensiones internas son producidas por las variaciones exageradas que se le hace sufrir al acero, primero elevándola a una temperatura muy alta y luego enfriándola. Estas tensiones y grietas son consecuencia del cambio de volumen que se produce en el interior del acero debido a que el núcleo enfría a menor velocidad. A las piezas templadas hay que darles un tratamiento posterior llamado revenido para eliminar

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