PSICOMOTRICIDAD FINA EN NIÑOS DE CINCO AÑOS

TRATAMIENTOS TERMICOS DE ENDURECIMIENTO DEL ACERO

Ing Francia Rojas

Los tratamientos térmicos clásicos de temple y revenido consisten en un calentamiento del material hasta la temperatura de austenizacion a partir de la cual se da un enfriamiento brusco en un medio adecuado y se obtiene una estructura martensítica, para luego darle al mismo material un tratamiento de revenido para obtener una estructura revenida ( troostita, sorbita) que le dé una mayor tenacidad al acero a costa de una disminución de la dureza.

En los tratamientos de endurecimiento superficial se modifica la composición del acero en una capa superficial con la adición de carbono, nitrógeno, llamándose por esta razón Termoquimicos.

CEMENTACION.

La cementación consiste en carburar una capa superficial de acero, rodeandola de un producto carburante y calentándola a temperatura decuada.. Una vez terminada la operación sé Tiempla y Reviene la pieza, quedando con gran dureza superficial y buena tenacidad en el núcleo.

Los aceros empleados son de bajo contenido de carbono, no superior a 0.3%, utilizándose también aceros aleados con Níquel, Cromo y Molibdeno especialmente adecuados para cementación.

La operación se realiza entre 850° a 950°C, es decir con el acero en estado Austenitico y el hierro en forma de hierro Gamma, que es cuando tiene mayor capacidad de disolución de carbono. Una vez absorbido el carbono en la capa periférica tiene lugar un proceso de difusión del carbono hacia el interior de la pieza.

La proporción de carbono de la capa cementada aumenta con la temperatura de cementación, pudiendo llegar hasta 1.76 % de carbono a 1130°C. En general las proporciones de carbono que se consideran mas adecuadas oscilan entre 0.50 y 0.90 por ciento, con las que se consiguen después del temple durezas de 60 a 62 Rockwell-C. No conviene pasar del 0.9% de carbono, pues a partir del 1% se forman carburos y redes de cemntita que debilitan la capa cementada y tiende a descascarillarse. Para evitar este accidente en caso de exceso de carbono en la capa cementada, se le da a las piezas un recocido de difusión de 800° a 900° en una atmósfera apropiada, con lo cual, además de disminuir el porcentaje de carbono, se uniformiza la composición.

El espesor de la capa cementada depende de la temperatura y el tiempo que dure la operación. El espesor más corriente varia de 0.5 a 1.5 mm. A veces sin embargo se utilizan espesores inferiores a 0.5 mm para piezas pequeñas que no han de sufrir rectificado posterior.

Excepcionalmente se cementan capas de 3 a 4 mm. En la construcción de capas para blindajes.

Respecto a las materias cementantes, pueden ser sólidas, líquidas a la temperatura de cementación ( baños de sales) y gaseosas.

CEMENTANTES SOLIDOS: Puede emplearse para la cementantes carbón vegetal, cok, huesos calcinados, etc. Sin embargo, con carbón solo no se obtienen porcentajes de carbono superiores al 060%. Por eso se acostumbra mezclarlo con carbonatos alcalinos y alcalino-terreos.

Una mezcla muy usada es el 60% de carbón vegetal y 40% de carbonato barico pudiéndose sustituir el carbonato barico por carbonato cálcico o carbonato sódico.

La carburación se creyó en un principio que la efectuaba el carbono del carbón vegetal directamente; pero se ha comprobado después que es el carbono naciente producido por la oxidacion de oxido de carbono a alta temperatura según las reacciones:

BaCO2 --- BaO + CO2

CO2 + C -- CO

La segunda reacción es reversible y es en la descomposición de CO que se forma este carbono atómico que se absorbe en la pieza.

CEMENTANTES LIQUIDOS:

Los baños de sales fundidas se utilizan mucho para cementación de piezas pequeñas, pues este procedimiento resulta más rápido y sencillo que la cementación con materias sólidas.

Las sales para cementar están formadas generalmente por cianuro sódico y otras sales, en proporción variable según la profundidad de penetración que se desea obtener, una composición usada es la siguiente: Cianuro Sódico 20 % Cloruro Barico30 % Cloruro Sódico 25% Carbonato Sódico 25%.

Es preciso vigilar el porcentaje de Cianato Sódico que se forma en el baño, que no sobrepase de 0.3 % en los baños de gran penetración y de 1 % en los baños de poca penetración. Si los porcentajes indicados sobrepasan, es indicio seguro que la pieza esta absorbiendo nitrógeno, con perjuicio de la penetración de carbono.

El espesor de la capa cementada depende, además de la composición del baño, de la temperatura y sobretodo de la duración del tratamiento.

CEMENTANTES GASEOSOS

La cementación con gases se efectúa colocando las piezas en una atmósfera carburante a las temperaturas de cementación, es decir entre 850 y 950.

La atmósfera carburante esta formada por una mezcla de gas activo y gas portador. El gas activo es generalmente Metano, aunque puede utilizarse también Propano y Butano. El gas portador es una mezcla de oxido de Carbono, Hidrogeno y Nitrógeno, con pequeños porcentajes de vapor de agua, anhídrido carbónico, etc.

El gas portador se prepara quemando incompletamente un gas combustible, como gas de alumbrado, con lo que se forma CO, CO2, H2O y cantidades variables de hidrocarburos. Esta mezcla gaseosa se hace pasar por carbón vegetal a alta temperatura, oxido de Bario u otro catalizador, con lo que se transforma el anhídrido carbónico en óxido de carbono y se disocia el vapor de agua.

Después de incorporar el metano desde la botella en que esta almacenado a presion el gas portador, se conducen los gases al horno de cementación.

Las misiones del gas portador son las siguientes:

Desplazar el aire o gases que existan dentro del horno, sobre todo el vapor de agua y el anhídrido carbónico, que son muy perjudiciales para la buena marcha de la cementación.

Reducir él deposito de hollín que inevitablemente se forma en la cementación gaseosa.

Economizar Metano, ya que se consigue el mismo efecto empleando pequeñas cantidades de este gas que si la totalidad de la atmósfera del horno estuviese formada por él.

Sin embargo la cementación la realiza principalmente el metano, al descomponerse por la siguiente reacción:

CH4 --- C + 2H2

Y el carbono naciente es absorbido por el acero a la temperatura de Austenizacion.

También él oxido de carbono CO colabora en la cementación, al descomponerse a elevada temperatura en carbono y anhídrido carbónico

2CO --- CO2 + C

Por tanto existirán en la atmósfera de los hornos de cementación gaseosa cantidades crecientes de CO2 Y H2 formados en el curso de la operación.

El espesor de la capa cementada depende como siempre, en su mayor parte de la duración de la operación, pudiendo obtenerse en ocho horas hasta 1.5 mm de espesor.

El porcentaje de carbono de la capa cementada depende de la temperatura de cementación.

En muchos casos, después de haber carburado a elevada temperatura se mantienen las piezas a unos 800° en atmósfera neutra, para mejorar la difusión del carbono en la capa cementada.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS DISTINTOS CEMENTANTES

Los cementantes sólidos son fáciles de utilizar, pero resultan caros de aplicar, por el consumo de combustible y coste de preparación de las piezas en la caja, además las temperaturas son muy desiguales en las cajas grandes.

Los cementantes líquidos son de acción más rápida y de más sencilla aplicación que los solidos. Se aplica mucho para piezas pequeñas de fabricación en serie. Tienen el inconveniente que las sales usadas son todas muy venenosas.

Los cementantes gaseosos son los mejores y más económicos para cementar muchas piezas rápidamente, pudiendo cementarse grandes espesores. Su inconveniente principal, casi el único es la carencia de las instalaciones especiales que necesitan, lo que impide su utilización en talleres pequeños.

TRATAMIENTOS TERMICOS DE LAS PIEZAS CEMENTADAS

Los tratamientos térmicos de las piezas cementadas son un poco complicados debido a la diversidad del porcentaje de carbono entre el núcleo y la capa cementada. Los aceros de cementación contienen alrededor de 02 % de carbono. En cambio la capa cementada suele quedar con un porcentaje de un 0.8 a 0.9 %.

Las temperaturas de Austenizacion, como se recordara, varían según el porcentaje de carbono, siendo la de los aceros al carbono de 0.1 a 0.2% de carbono próxima a los 900%; en cambio de los aceros de 0.8% de carbono no llega a 750°.

Por tanto si damos al acero un calentamiento a 900°, la capa cementada quedara templada; pero como se ha sobrecalentado mucho por encima de los 750% habrá aumentado el tamaño de grano y su estructura final será muy frágil.

En cambio, el núcleo de 0.2% de carbono quedara templado completamente.

Pero si calentamos el acero cementado a 750°, la capa cementada quedara templada correctamente, pero el núcleo quedara sin templar.

Con los aceros cementados se emplean los siguientes tratamientos:

TEMPLE DIRECTO DESDE LA TEMPERATURA DE CEMENTACION Y REVENIDO:

Se emplea solo cuando se cementa en baño de sales o gases, y únicamente para piezas de pequeño espesor inferior a 0.5 mm.

Las piezas quedan con gran dureza en la capa cementada y en el núcleo; pero si los aceros no son de grano muy fino cercare mucho a la temperatura de cementación y la martensita obtenida será frágil

TEMPLE A TEMPERATURAS DE AUSTENIZACION BAJAS

Se dejan enfriar

...