Tratamientos térmicos aplicados al acero.

Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

[pic 1]

Actividad 5. Síntesis de los diferentes tratamientos térmicos aplicados en el acero.

Introducción

La utilización de tratamientos térmicos permite lograr las más diversas características del acero y sus aleaciones, así como de otros muchos metales. En consecuencia dichos tratamientos tienen una importancia primordial en las distintas fases de fabricación de la industria moderna.
Los procedimientos en los tratamientos térmicos son muy numerosos y variados según el fin que se pretende conseguir. La gran cantidad de tratamientos térmicos, las distintas aleaciones y sus reacciones y las diferentes exigencias técnicas requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material.

Podemos distinguir dos razones principales para efectuar tratamientos térmicos en los cuales se pretende conseguir un endurecimiento (temple) o un ablandamiento (recocido).

Tratamientos Térmicos

Recocido, Normalizado, Temple y Revenido

Recordando que cada especie metalográfica tiene distinta dureza y en general distintas propiedades mecánicas, se puede comprender como regulando la velocidad de enfriamiento de un acero calentado sobre su temperatura crítica, se le puede hacer variar sus características mecánicas. Estas operaciones son conocidas con el nombre de “Tratamientos Térmicos”, los cuales, según el objeto que se persigue, se dividen en: Reconocido, Normalizado, Temple y Revenido.

Excluyendo el revenido, que es una operación complementaria del temple, los procesos que se siguen en estos 3 tratamientos tienen entre sí ciertas semejanzas que conviene destacar en conjunto, para luego estudiar los caracteres que los diferencian

Transformación de la austenita (Temple)

Los aceros al ser calentados sobre su temperatura crítica, alcanzan el estado austenítico, el cual, durante un enfrentamiento lento, se transforma, dando lugar a la formación de ferrita (o cementita) y perlita. En cambio, si el enfrentamiento es rápido, la austenita no se desdobla completamente, quedando, a temperatura ambiente, estructuras intermedias, de las cuales hemos mencionado por ser la más característica, la perlita. Por consiguiente, un acero puede ser endurecido, calentándolo sobre su temperatura crítica y enfriándolo rápidamente. Esta operación se denomina temple.

Temple

El acero tiene la propiedad conocida desde la antigüedad de adquirir una dureza adecuada cuando se lo calienta al rojo y se lo enfría rápidamente. Esta operación, llamada temple, aumenta su dureza y resistencia, disminuyendo en cambio su alargamiento y resistencia. Para que un acero adquiera temple, es necesario calentarlo a una temperatura tal, que forme solución sólida austenítico, y luego enfriarlo con la suficiente velocidad para que no se produzca la formación de perlita, siendo de esta manera la estructura resultante, mertenesita, o bien troostita. Los principales factores que influyen en el temple son: Composición química, temperatura de calentamiento y velocidad de enfriamiento.

Recocido

La operación de recocido de un acero, consiste en calentarlo sobre su punto de transformación y dejarlo enfriar lentamente.

La temperatura de recocido depende del tenor de carbono del acero por cuanto a la temperatura de transformación está dada en función de su cantidad de carbono. De esta manera los aceros al carbono adquieren una estructura perlática y por lo consiguiente presentan una dureza y resistencia relativamente baja y un mayor alargamiento, condición esta última que, en general, presenta una variación en sentido contrario a la resistencia. En la operación de recocido intervienen 3 factores: Temperatura de calentamiento, duración del calentamiento y velocidad de enfriamiento. De acuerdo a la variación de estos tres factores serán las condiciones del producto final. La condición primordial para recocer un acero, es calentarlo sobre su temperatura de transformación; es decir, que el acero debe ser llevado al estado austenítico. Observando el diagrama de equilibrio podrá notarse que en los aceros hipoeutectoides (entre 0 y 0,85% de Carbón) cuanto menor sea el contenido de carbono, tanto más alta ha de ser la temperatura de 20 a 40°C sobre su punto de transformación, pues la temperatura demasiado elevada producirá un grano muy grande y aún se correrá el peligro de quemar el material, desmejorando sus condiciones mecánicas. La duración del recocido ha de ser lo suficiente para que la pieza de acero adquiera la temperatura necesaria en todo su volumen. La velocidad de enfriamiento debe ser lo suficientemente lenta como para dar lugar a la formación de la estructura perlática. Esta velocidad varía con la cantidad de carbono. Los aceros con tenores de carbono elevado, han de enfriarse muy lentamente; por ejemplo, dejarlo dentro del horno a fin que se vayan enfriando a medida que se enfría éste. Si la cantidad de carbono es menor, como en los aceros dulces y extra- dulce, puede dejárselos enfriar al aire a temperatura ambiente.

...