Tratamientos del acero, el templado

Darío Pérez Sánchez

                Definición de procesos

Tratamientos del acero, el temple

Contenido

Tratamiento del acero:        2

Proceso de templado:        2

Caldeamiento:        2

Enfriamiento:        2

Tipos de temples:        3

Aceros eutectoides, caso específico:        4

Revenido:        5

Etapas del revenido:        5

Tipos de revenido:        5

Templado del acero:

Tratamiento del acero:

El tratamiento del acero es un paso fundamental en la construcción mecánica, puesto que dependiendo de los pasos que decidamos tomar, obtendremos propiedades específicas que definirán el comportamiento de nuestro acero. Esto es indispensable, puesto que dependiendo de lo que queramos producir, nos interesarán unas condiciones determinadas; por ejemplo, una herramienta con poder de corte necesitará ser dura e importará menos que sea quebradizo.

En el caso que nos concierne, veremos el temple, uno de los múltiples tratamientos térmicos que se le pueden dar al acero, y su tratamiento posterior, el revenido, que es utilizado para paliar alguno de los efectos negativos que implica un temple.

Proceso de templado:

Caldeamiento:

El proceso de templado, en líneas generales, es relativamente simple. El primer paso sería identificar la concentración de carbono que posee el acero con el que estamos trabajando, puesto que dependiendo de eso tendremos que calentar más o menos el acero para obtener el mismo resultado, ya que la línea crítica superior cae progresivamente hasta llegar a los aceros eutectoides y después vuelve a subir al avanzar a porcentajes de carbono más elevados en los hipereuctectoides.

Así pues, una vez sabemos la concentración de carbono en el acero sobre el que estamos trabajando, lo calentaremos unos 50⁰C por encima de su línea de temperatura crítica superior (A3 o ACm), de esta manera, si fuese un acero eutectoide, lo calentaríamos sobre los 780⁰C.

Superar la línea de temperatura crítica convierte a toda la estructura en austenítica, y superarla por ese margen consigue que los granos de los que esta compuesta sean del tamaño más reducido posible, más temperatura implicaría un engrosamiento del grano, cosa no deseable por el siguiente motivo. Un grano más fino genera una estructura más dura y menos susceptible al agrietamiento, además de una mayor resistencia a la tracción (siendo la tracción la capacidad que tiene un material de soportar una carga sin romperse).

Con una temperatura inferior, podríamos no tener una estructura homogénea, puesto que a parte de ella podría no haberle dado tiempo a transformarse en austenita.

En algunos casos, con aceros hipereuctectoides, se sigue este proceso para incorporar al tratamiento parte de la cementita que formaba el acero, consiguiendo así un compuesto con una dureza más elevada.

Enfriamiento:

El segundo paso será el proceso de enfriado, que es crucial a la hora de obtener unas características o otras, porque dependiendo del tiempo y la temperatura, la composición del acero cambiará.

Así pues, hay diferentes formas de enfriar el material, pero los más comunes son a través de la exposición al aire, al agua, a las sales fundidas, a la salmuera y al aceite. Estos se dividen en dos grupos, los que no hierven al contacto con el metal (aire y sales fundidas). En los primeros, el enfriamiento es uniforme; sin embargo en el resto, hay 3 fases.

        -La primera fase va marcada por un enfriamiento relativamente lento, puesto que cuando el material entra en contacto con el medio, se produce una película de vapor que cubre a la pieza y que limita su capacidad para enfriarse.

        -Cuando esta película se rompe, el líquido entra en contacto directo con la pieza, eliminando la máxima cantidad de calor.

        -Al entrar en contacto, el líquido que se encuentra por debajo del punto de ebullición va ganando temperatura progresivamente, perdiendo así capacidad para enfriar.

El agua, que es el método más extendido, se utiliza para aceros de baja aleación, y su efectividad puede mejorarse añadiendo químicos que aumenten su punto de ebullición, como NaCl (sal común) o NaOH (sosa).

El aceite mineral es adecuado para aceros de baja y media aleación, es capaz de mantener la austenita estable y enfriarla lentamente. Reduce la tensión interna y los defectos derivados del temple.

El aire se recomienda para piezas con una aleación alta.

Las sales fundidas, por su parte, se recomiendan para piezas pequeñas.

Tipos de temples:

Dependiendo del tipo de trabajo que vayan a realizar las piezas, existen temples diferentes, específicos para cada función.

        -Piezas para trabajos en frio: Se le aplica un temple integral a toda la masa de la pieza. Estas están destinadas a trabajos que no supongan superar temperaturas superficiales de 200⁰C. Se caracterizan por su alta dureza, buena ductilidad y bajo cambio estructural cuando están sometidas a tratamientos térmicos.

Estas piezas son, por ejemplo, cuchillas y cizallas, tornillos o piezas de desgaste.

        -Piezas para trabajos en caliente: Se aplica a piezas que vayan a ser sometidas a temperaturas superiores a los 200⁰C, que precisen de una mayor tenacidad.

Una vez en contacto con el material en caliente, necesitan una refrigeración posterior para no perder el temple. Son comunes los aleados con un 5% de cromo, pues soportan muy bien temperaturas de entre 400 y 500⁰C, enseñando una gran templabilidad y buena resistencia al desgaste. Además, admiten la refrigeración sin peligro de agrietamiento.

Las principales características de este grupo son:

1. Gran dureza y resistencia al calor.
2. Gran templabilidad, siendo enfriadas al aceite o al aire evitando deformaciones y grietas en los tratamientos térmicos.
3. Resistencia a los cambios de temperatura bruscos y repetidos.
4. Gran resistencia al desgaste.
5. Gran tenacidad para trabajos de forja.

-Para moldes: Se inyectan plásticos reforzados o acabados de alta calidad por pulimiento, consiguiendo aceros con una elevada resistencia al desgaste y a la fatiga térmica.

        -Aceros para la construcción: Son los aceros que presentan mayor dificultad de temple. Son aceros con un bajo contenido en carbono y que son sometidos a un mayor impacto térmico durante su enfriado. Esto solo se recomienda con aceros con un diámetro aproximado de 20mm, más allá de eso se recomiendan métodos como la carbonitruración.

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