Tratamientos térmicos

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS ACEROS
1. INTRODUCCIÓN

Trat. Term. - 1

Un tratamiento térmico consiste en aplicar al metal o aleación uno o más ciclos térmicos con el objetivo de modificar sus propiedades (ya sea para obtener una cierta combinación de propiedades o bien para relevar tensiones residuales). La modificación de las propiedades tiene una profunda relación con las transformacionesde fase que se producen en el metal a causa del ciclo térmico. Un ciclo térmico consiste en variar la temperatura a la que se encuentra el material entre límites determinados en función del tiempo (Fig. 1). Todo ciclo térmico tiene una etapa de calentamiento (tiene una determinada velocidad), otra de mantenimiento para igualar la temperatura en toda la pieza (es la temperatura a la que seencuentra el horno, temperatura máxima de tratamiento) y por último la etapa de enfriamiento (se lleva a cabo a una determinada velocidad). Este ciclo térmico genérico es aplicable a la mayoría de los aceros de construcción mecánica. Fig. 1. Esquema de ciclo térmico genérico. En aceros de alta aleación, por ejemplo aceros para herramientas (alto carbono y alta aleación), los ciclos térmicos suelen ser máscomplejos, pudiendo presentar calentamiento y enfriamiento por etapas (Fig. 2). En la misma figura se puede ver un ejemplo real de los sucesivos tratamientos térmicos que se efectúan sobre una pieza de acero para herramientas.
Fig. 2. Secuencia de tratamientos térmicos efectuados sobre una pieza de acero de alta aleación.

Trat. Term. - 2 Se verán sólo los aspectos metalúrgicos de lostratamientos térmicos, especialmente la relación:

Ciclo térmico Composición química Microestructura obtenida Propiedades

No serán tratados otros aspectos de los tratamientos térmicos tales como: • Equipamientos (hornos, generadores de atmósferas, accesorios) • Atmósferas protectoras • Sistemas de medición y control • Control de calidad 2. CLASIFICACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS Los tratamientostérmicos se efectúan sin modificación de la composición química del acero, sin embargo, frecuentemente debido a la mala selección de la atmósfera protectora se pueden producir cambios de la composición química del acero en la superficie (frecuentemente se produce una descarburación) (Fig. 3). Algunas veces, debido a la combinación de propiedades mecánicas que se requiere, se debe cambiardeliberadamente la composición química en la superficie del acero, para tal fin se llevan a cabo los denominados tratamientos termoquímicos. Los más comunes son la carburación o cementación (adición de carbono) y la nitruración (adición de nitrógeno). En la mayoría de los casos los tratamientos termoquímicos de cementación y nitruración van seguidos o precedidos de un tratamiento térmico. Los tratamientostérmicos se pueden clasificar desde distintos puntos de vista. De acuerdo con la parte de la pieza que fue sometida al tratamiento térmico se puede clasificar como: • Si el tratamiento térmico se efectúa sobre la pieza completa se denomina tratamiento térmico en masa o volumen. • En el caso de efectuarse el tratamiento térmico sobre una parte de la pieza se denomina tratamiento térmico local. •Los tratamientos térmicos superficiales afectan sólo la superficie de la pieza. De acuerdo con la temperatura máxima de tratamiento alcanzada durante el ciclo se pueden clasificar en: • Tratamientos térmicos hipercríticos, cuando la temperatura de igualación supera a la temperatura crítica superior del acero, se parte de un estado completamente austenítico. • Tratamientos térmicos intercríticos,cuando la temperatura de igualación se encuentra entre la temperatura crítica superior y la temperatura crítica inferior del acero, se parte de un estado parcialmente austenítico. • Tratamientos térmicos subcríticos, cuando la temperatura de igualación se encuentra por debajo de la temperatura crítica inferior del acero y por lo tanto no hay austenita.

• Normalizado HIPERCRÍTICOS (Tm > Ac3 ) •...