Tratamiento térmicos de materiales metálicos

UNIVERSIDAD REY JUAN CARLOS

PRÁCTICA 3
TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE MATERIALES
METÁLICOS

1. OBJETIVOS

El objetivo de la presente práctica, es el estudio de la respuesta de ciertos materiales metálicos
sometidos a tratamientos térmicos sin modificar su composición, como afectan estos
tratamientos a los cambios microestructurales que sufren, a su dureza y ductilidad.

2. CUESTIONES
1.Representa los resultados obtenidos en una gráfica justifica la variación de dureza

existente entre las probetas tras los distintos tratamientos térmicos y relaciónala con los
cambios microestructurales que han sufrido.
Para obtener los datos de dureza de cada una de las probetas sometidas a distintos
tratamientos térmicos, se ha realizado un ensayo Rockwell.
En la siguiente tabla, seadjunta los datos de dureza recogidos según el tratamiento y el tipo de
penetrador usado para un ensayo de acero:

Acero
Rockwell D (Brale y 100 kg)
Según llega
Recocida
Normalizada
Templada
Templada y revenida 30 min

Dureza 1 Dureza 2 Dureza 3 Media
34
20,5
22
57
54

38
19,5
21
60
54,5

36
20,5
27
66
57

36,00
20,17
23,33
61,00
55,16

Tabla 1: Datos de durezadel acero.

Para una misma composición, se puede aumentar también la dureza del acero acelerando la
velocidad de enfriamiento desde el campo austenítico.
Como se puede observar en la tabla 1, la forma de obtener la máxima dureza posible en el
acero, es someterlo a un tratamiento térmico de temple (sin modificar su composición).
Con este tratamiento de rápido enfriado, hablando de una probetade acero que estaba
sometida a 850ºC en un horno, la estructura FCC (fase ɣ, denominada austenita) sufre una
transformación a una fase llamada martensita, que es una fase sobresaturada en carbono.
La martensita al poseer una estructura tetragonal, no posee unos planos compactos que
puedan deslizarse con facilidad, por tanto se puede considerar una fase considerablemente
dura y frágil.

1Según la siguiente ilustración se puede observar la dureza en función del porcentaje de
carbono en un acero al carbono:

Ilustración 1: Dureza en función del porcentaje de carbono.

Como se puede observar en la ilustración 1, cuanto más porcentaje de carbono haya en un
acero al carbono, mayor será su dureza. La probeta de acero que se ha obtenido del
templado, tiene un alto porcentaje encarbono. Por tanto, se puede afirmar que la probeta de
acero templada tendrá una extremada dureza.
Siguiendo en orden decreciente de dureza, la probeta de acero templada y después revenida a
una temperatura próxima a unos 450ºC, tiene una dureza elevada pero inferior a la probeta
únicamente templada.
Este fenómeno se debe a que el calentamiento moderado de una probeta de acero templada,
haceque se precipite parcialmente el carbono, que satura la red de la martensita, reduciendo
así su dureza.
Por consiguiente, si se reduce la temperatura de la probeta de acero solubilizada de una forma
más gradual como es en el caso del tratamiento de recocido, se aumenta la distancia que los
átomos pueden difundir, por tanto las láminas del eutoctide serán más gruesas que en el caso
de unenfriado normalizado, en el que la temperatura disminuye de forma más brusca (aunque
no tanto como en el templado), por tanto en el enfriado normalizado se reduce la distancia
entre los átomos, las láminas serán más finas que en la probeta que se ha recocido, habrá
muchos más límites de fase, por tanto será más difícil mover la dislocación y aumentará la
resistencia respecto la probeta recocida.2

Visualmente se puede observar las diferentes durezas según su tratamiento en la siguiente
gráfica:

Dureza del acero en función del
tipo de tratamiento
70
60
50
40
30
20
10
0
Recepción

Recocida

Normalizada

Templada

Templada y
revenida 30
min (462ºc)

Gráfica 1: Dureza según el tipo de tratamiento

En la siguiente tabla, se adjunta los datos de dureza...