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CIENCIA DE LOS MATERIALES:

FUNDICIONES.

RECOCIDO Y TRABAJO EN CALIENTE.

Participante

Leonardo Torres

Maracaibo, febrero 2015

1.- Recocido

El objeto del tratamiento térmico denominado recocido es destruir sus estados anormales de los metales y aleaciones. Así como ablandarlos para poder trabajarlos.

A una temperatura adecuada y duración determinada seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada.

Recocido en aceros

El objeto del recocido es destruir los estados anormales de los metales y aleaciones. El fin principal de los recocidos es ablandar el acero para poder trabajarlo mejor. Atendiendo a llegar a la temperatura máxima

Los tipos de recocidos son los siguientes: recocido de regeneración, recocido de engrosamiento de grano, recocidos globulares o esferoidales (recocido globular subcrítico, recocido regular de austenización incompleta o recocido globular oscilante), recocido de homogenización, recocidos subcríticos (de ablandamiento o de acritud), recocido isotérmico y recocido blanco.

2.-Tipos de Recocido: Temple, normalizado, Revenido.

Temple

El proceso de temple consiste en un calentamiento de las piezas de acero a la temperatura de austenitización, seguido de un enfriamiento controlado, con el objetivo de obtener una estructura martensítica. La temperatura de austenitización, la templabilidad, y la velocidad de enfriamiento están determinadas en función de la composición del acero, y se pueden obtener a partir de catálogos de los fabricantes de acero y de los respectivos diagramas TTT (Tiempo Temperatura Transformación). Al temple normalmente le sigue un tratamiento térmico complementario llamado revenido.

Los baños de sales de temple (austenitización) pueden ser divididos básicamente en 2 grupos: sin cianuro y con cianuro.

Las sales de temple exentas de cianuro están recomendadas para tratamientos térmicos de aceros-herramienta con medianos y altos niveles de cromo, aceros inoxidables martensíticos y también para tratamiento térmico de aceros rápidos. Durferrit posee sales adecuadas para diversas necesidades de temple.

En cambio, las sales de temple con cianuro están recomendadas para tratamientos térmicos en los que una pequeña cementación o descarburización de la superficie de las piezas no sea perjudicial.

Normalizado

El normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz. Es lo que llamamos perlita fina (observar un diagrama TTT, de la fase austenita y posteriormente realizar una isoterma a una temperatura determinada).

Revenido

Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.

3.-Recocidos Isotérmicos Definición.

Son tratamientos de ablandamiento que consisten en calentar el acero por encima de la temperatura critica superior (A3) o inferior (A1) según los casos (generalmente 740 a 880°C) y enfriando luego hasta una temperatura de 600 a 700°C, que se mantiene constante durante varias horas, para conseguir la completa transformación isotérmica de la austenita. Las durezas obtenidas son muy bajas y pueden graduarse según la temperatura seleccionada.

4.-Tipos de recocidos Isotérmicos.

• Recocido isotérmico completo.- Se llama así cuando la temperatura es superior a la temperatura de austenización, por que al terminar el calentamiento, es acero esta formado por austenita

• Recocido isotérmico incompleto.- Cuando la temperatura esta entre la temperatura de austenización y la temperatura critica, por que solamente la perlita se habrá transformado en austenita al terminar el calentamiento.

5.-Trabajo en caliente

Por trabajo (o labrado) en caliente se entienden aquellos procesos como laminado o rolado en caliente, forja, extrusión en caliente y prensado en caliente, en los cuales el metal se caldea en el grado suficiente para que alcance una condición plástica y fácil de trabajar.

El laminado en caliente se usa por lo general para obtener una barra de material con forma y dimensiones particulares.

El extrusionado es el proceso por el cual se aplica una gran presión a un lingote metálico caliente, haciendo que fluya en estado plástico a través de un orificio restringido.

El forjado o forja es el trabajo en caliente de metales mediante martinetes, prensas o máquinas de forja. En común con otros procesos de labrado en caliente, la forja produce una estructura de grano refinado que da por resultado una mayor resistencia y ductilidad. Las piezas forjadas tienen mayor resistencia por el mismo peso.

6.- Recocido de regeneración

También llamado normalizado, tiene como función regenerar la estructura del material producido por temple o forja. Se aplica generalmente a los aceros con más del 0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcentaje de C sólo se les aplica para finar y ordenar su estructura.

Ejemplo:

Después de un laminado en frío, donde el grano queda alargado y sometido a tensiones, dicho tratamiento devuelve la microestructura a su estado inicial.

Recristalizacion.

Es un proceso que se desarrolla por nucleación y crecimiento, los sitios preferenciales de nucleación de los nuevos granos son las regiones más deformadas, como bordes de grano, planos de deslizamiento, y en zonas de alta energía como precipitados de segunda fase y, también, en torno a inclusiones no metálicas

 La Recristalizacion ocurre debido a la nucleación y crecimiento de nuevos granos que contienen pocas dislocaciones.

 El crecimiento de estos nuevos granos ocurre en los bordes de celda de la estructura poligonizada, eliminando la mayoría de las dislocaciones.

 Los nuevos granos recristalizados adoptan formas más o menos regulares, debido a las anisotropías de su velocidad de crecimiento.

 Cuando los granos entran en contacto unos con otros, se acaba la fase llamad Recristalizacion y se entra en la fase llamada crecimiento de grano

 Como se ha reducido de manera importante el número de dislocaciones, el metal recristalizado tiene baja resistencia, pero una elevada ductilidad.

La Recristalizacion es el resultado desde el punto de vista microestructural de una permanencia de temperaturas en la cual la movilidad de los átomos es la suficiente para afectar a las propiedades mecánicas. Se nuclear nuevos granos equiaxiales y libres de tensiones en las regiones de la microestructura con acritud sometidas a elevadas tensiones. Estos granos crecen al mismo tiempo hasta que llegan a constituir la totalidad de la microestructura. En esta etapa el tamaño de grano disminuye con el grado de acritud.

Crecimiento de grano

La microestructura que se obtiene durante la Recristalización aparece de forma espontánea. Dicha microestructura es estable en comparación con la estructura correspondiente al estado original con acritud. Sin embargo, la microestructura de Recristalizacion contiene una elevada concentración de bordes de grano. La reducción de esas entre caras de alta energía constituye un método para lograr una mayor estabilización de un sistema.

 En un metal completamente recristalizado, la fuerza impulsora para el crecimiento de los granos corresponde a la disminución de la energía asociada con los bordes de grano.

 El crecimiento de los nuevos granos se produce por movimiento de la interfase grano recristalizado-grano deformado

 Los bordes de grano tienden a moverse hacia el centro de la curvatura

 El ángulo entre tres bordes de grano es de alrededor de 120º

Tamaño de Grano

El tamaño de grano tiene un notable efecto en las propiedades mecánicas del metal. Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento térmico son fácilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnación térmica afectan el tamaño del grano.

En metales, por lo general, es preferible un tamaño de grano pequeño que uno grande. Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano fino es mejor para herramientas y dados. Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la endurecibilidad, la cual es deseable a menudo para la carburización y también para el acero que se someterá a largos procesos de trabajo en frío.

Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas (alrededor de 1800 F o 982 C) con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano. Estos aceros se conocen como aceros de grano fino. En un mismo acero puede producirse una gama amplia de tamaños de grano.

Clasificación de los Tamaños de Grano

Existen diversos métodos para determinar el tamaño de grano, como se ven en un microscopio. El método que se explica aquí es el que utiliza con frecuencia los fabricantes. El tamaño de grano se determina por medio de la cuenta de los granos en cada pulgada cuadrada bajo un aumento de 100X. La figura A es una carta que representa el tamaño real de los granos tal como aparece cuando se aumenta su tamaño 100X. El tamaño de grano especificado es por lo general, el tamaño de grano austenítico. Un acero que se temple apropiadamente debe exhibir un grano fino.

7.-Trabajo en caliente y trabajo en frío. Diferencia

Trabajo en frío: aquel que se realiza mediante golpes, calor y maclaje; mediante el cual se obtienen superficies compacta con mayor resistencia. Los procedimientos más comunes son la forja, conformado, rolado, doblado, trefilado, etc. El factor importante es que siempre se realizan abajo de la temperatura de Recristalizacion.

Trabajo en caliente: El concepto es básicamente el mismo que el trabajo en frío, su diferencia es que se realiza arriba de la temperatura de Recristalizacion, creando un acomodamiento de átomos más uniforme. Algunos procesos son el embutido, soplado, trefilado, extrusión, forja, etc.

Cada vez que se realiza una actividad o trabajo nos encontramos inmersos en una variedad de circunstancias que se llaman Procesos Peligrosos (Condiciones Inseguras) las cuales determinan una serie de medidas preventivas a tomar para evitar accidentes de trabajo o enfermedades ocupacionales.

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