tratamiento termico metales

Tratamiento térmico materiales metálicos







Procesos de fabricación


Tratamiento térmico de los materiales metálicos
Para cambiar las propiedades del acero se usan diferentes tipos tratamientos térmicos, que cambian su micro estructura.

En general hay cuatro tipos básicos de tratamiento térmico:

1. Temple.
2. Revenido.
3. Recocido.
4. Normalización.
Todos lostratamientos térmicos tienen una ruta obligatoria:

Calentamiento del acero hasta una temperatura determinada.
Permanencia a esa temperatura cierto tiempo.
Enfriamiento más o menos rápido.

Temple y revenido
El temple y el revenido se utilizan ampliamente para mejorar las propiedades de resistencia de los aceros de construcción e importarles dureza y altas propiedades cortantes a los aceros deherramientas.
Por temple se comprende la fijación de las estructuras, a temperatura normal, que son propias de temperaturas altas. Por eso las estructuras templadas son inestables o, como dicen los físicos metaestables.
Si el acero se enfría rápidamente desde la zona de austenita (figura 2) el carbono no puede desprenderse, y como es imposible detener la transformación de hierro gamma a hierro alfacon capacidades de disolución de carbono muy diferentes, se produce una solución sólida sobresaturada de carbono en hierro alfa que se conoce como martensita. La estructura de la martensita es inestable, con una gran dureza y fragilidad considerable.
La dureza de la martensita es tanto mayor, cuánto más cantidad de carbono esté disuelto en esta, y se explica por el fenómeno de que su redcristalina está muy deformada por los átomos de carbono. Esto hace que el cristal elemental de la red cristalina de la martensita nos sea cúbico sino tetragonal. Lo que a su vez dificulta su deformación plástica.
El acero tiene la capacidad de ser templado si contiene más del 0.3% de carbono.
El enfriamiento para el proceso de templado puede efectuarse a diferentes velocidades de acuerdo a los finesperseguidos y del tipo de acero (cantidad de carbono y otros elementos aleantes) los más usados son:
Agua.
Aceite.
Sales fundidas.
Soluciones salinas.
Y hasta el aire para ciertos aceros aleados.
Si tomamos la capacidad refrigerante del agua a temperatura de 20 oC como la unidad, entonces, la capacidad refrigerante relativa de la solución acuosa de cloruro de sodio al 10% será de 1.23; delaceite mineral 0.20 y del aire ambiente 0,03.
Después del temple se efectúa el revenido, cuyo fin es el aumento de la plasticidad (disminución de la fragilidad) del acero con una disminución mínima de la resistencia o la dureza adquiridas durante el temple.
La temperatura del revenido se escoge de acuerdo a la posterior utilización de la pieza, pero nunca llegará a la temperatura de transformación(línea G-H de la figura 2).
Se distinguen tres tipos de revenido:

1. Revenido de bajas temperaturas (entre 180 y 220oC); Con él se reducen las tensiones internas pero se conserva la estructura martesítica. Se usa en el revenido de herramientas de corte, en las que debe mantenerse la dureza y resistencia al desgaste. 
2. Revenido a medias temperaturas (entre 300-400 oC); A estas temperaturas lamartensita se modifica y se transforma en lo que se conoce como troostita y se aplica en los muelles o matrices.
3. Revenido de altas temperaturas (500-550 oC); A estas temperaturas la troostita se convierte en otra forma llamada sorbita, se aplica fundamentalmente para el acero de construcción.


Recocido
El recocido tiene diferentes objetivos en el tratamiento térmico del acero ygeneralmente suele ser de dos clases:

1. Recocido de primera clase o subcrítico: Se aplica para eliminar tensiones residuales, acritud, y cambiar forma de la cementita a cementita esferoidal en los aceros de alto carbono para poder trabajarlos mejor. Por lo común mientras más alta es la temperatura, tanto más corto puede ser el tiempo de permanencia, pero, de todos modos, para la esferoidización se...