Procesos Termicos

TEMA
TRATAMIENTOS TÉRMICOS

1.1.1 Principios del Tratamiento Térmico.

El tratamiento térmico es un modo importante de cambiar la resistencia, dureza, ductibilidad y otras propiedades de los materiales. Es efectivo solo en ciertas aleaciones, ya que depende de que un elemento sea soluble en otro en el estado sólido en diferentes proporciones bajo distintas circunstancias.

Elendurecimiento se hace calentando una aleación a una temperatura suficientemente alta, dependiendo del material y enfriándola con rapidez. La cantidad de endurecimiento que tiene lugar en una aleación depende del tamaño, forma, distribución de las partículas y la cantidad de coherencia entre las partículas y la matriz.

Las aleaciones endurecidas por tratamiento térmico pueden dividirse en dos clasesprincipales. Una clase es no alotrópica y se endurece con el tiempo o con tratamientos de precipitación. La otra es alotrópica (lo que significa que la estructura del cristal es diferente a temperaturas más altas que a temperaturas más bajas) y puede endurecerse por la supresión de la descomposición de la estructura en el enfriamiento. La primera clase contiene la mayor parte de las aleaciones noferrosas y solo unas cuantas ferrosas; la segunda clase consta de los aceros y los hierros. Algunos metales, como ciertos aceros inoxidables, se tratan por calor mediante la combinación de los dos métodos.

Lo inverso del endurecimiento, es el suavizado de los metales y se hace aplicando solo calor o por calentamiento y enfriamiento lento. Los efectos son juntar y hacer más gruesas las partículasdispersas, controlar el tamaño del grano y mejorar la ductilidad y la resistencia al impacto. Los procesos comunes de esta clase son el recocido, el revenido y el normalizado. Otros propósitos del tratamiento térmico son aliviar esfuerzos, modificar las propiedades eléctricas y magnéticas, aumentar la resistencia al calor y a la corrosión y cambiar la composición química de los metales (como por elcarburizado del acero).

1.1.2 El recocido.

El recocido en un sentido más amplio significa calentar un metal hasta donde ocurre un cambio y entonces se enfría lentamente. Una razón principal para el recocido es suavizar el acero, pero también sirve para aliviar esfuerzos, eliminar gases, alterar la ductilidad, la tenacidad o las propiedades magnéticas o eléctricas, o para refinar los granos. Elpropósito final puede ser para preparar el acero para otro tratamiento térmico, trabajo mecánico o para cumplir las especificaciones del producto terminado. El papel del recocido en el tratamiento térmico se ilustra por el enfriamiento lento a través de las regiones superiores de la curva S tal como a lo largo de la trayectoria AF que se muestra en la figura 5.1.1. Ya que son posibles muchastrayectorias y cada una da resultados algo diferentes, hay varias maneras de realizar el recocido.

FIGURA 5.1.1. Curva CC esquemática, la cual es una curva S para un acero eutectoide modificada para enfriamiento continuo. Símbolos: (1) principia la transformación de austenita a perlita; (2) transformación completa; (3) detención de la descomposición de la austenita.

El recocido pleno o totalconsiste en calentar una aleación con base de hierro desde 30 a 55º C arriba de la temperatura crítica, manteniendo esta temperatura para calentarlo uniforme, y dar un enfriamiento a una velocidad lenta controlada hasta la temperatura ambiente. La pieza de trabajo puede mantenerse en un horno perfectamente aislado con corte de calor o puede encerrarse en un material aislante como ceniza o asbesto.El ciclo de recocido parcial se realiza por el enfriamiento del acero austenizado a una velocidad para alcanzar una zona deseada de la curva S. El metal se mantiene a la temperatura escogida hasta que la transformación se completa. Entonces puede enfriarse el trabajo en cualquier forma práctica, por enfriamiento brusco o en aire, ya que no ocurre más transformación. La ventaja principal es el...