Tratamientos termicos del acero

El efecto de los tratamientos térmicos en el acero puede ser verdaderamente grande. Una piensa de acero puede ser tan dura como para ser una herramienta de corte, y un sencillo tratamiento la volverá a ser tan blanda que podrá ser mecanizada en la forma deseada
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y desu distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita, un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una profundamezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura característica, y sus propiedades físicas son intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la deperlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por completo compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita. Al elevarse la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en una forma alotrópica de aleación de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la propiedad de disolver todo el carbono libre presente enel metal. Si el acero se enfría despacio, la austenita vuelve a convertirse en ferrita y perlita, pero si el enfriamiento es repentino la austenita se convierte en martensita, una modificación alotrópica de gran dureza similar a la ferrita pero con carbono en solución sólida
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Tratamientos térmicos del acero.
Para cambiar las propiedades del acerose 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 los tratamientos térmicos tiene una ruta obligatoria:
* Calentamiento del acero hasta una temperatura determinada.
* Permanencia a esa temperatura cierto tiempo.* Enfriamiento mas o menos rápido.
El hierro tiene una temperatura de fusión de 1539 oC, y en estado sólido presenta el fenómeno de la alotropía o polimorfismo.
En la mayoría de los casos, el calentamiento del acero para el temple, normalización y recocido se hace unos 30-50 oC por encima de la temperatura de cambio alotrópico. Las temperaturas mayores, si no son necesarias para un usoespecial, no son deseables para evitar un crecimiento excesivo del grano.
En la figura 1 se muestra un gráfico esquemático de como se desarrolla el proceso para cada tipo de tratamiento térmico.
El carácter de la transformación del acero depende de la velocidad de enfriamiento. Durante un enfriamiento lento en el horno se verifica el recocido; si el enfriamiento se realiza al aire libre, tal recocidose denomina normalización.
El temple se hace utilizando un enfriamiento rápido en agua o en aceite. | Figura 1 |
Después del temple, obligatoriamente, se ejecuta el revenido, cuyo objetivo es disminuir en algo la uniformidad de la estructura y, de tal modo, quitar las tensiones internas de la pieza. El revenido siempre se realiza a una temperatura menor a la de la transformación del material.
Elacero y su temperatura.
Para comprender mejor la influencia del tratamiento térmico en el acero, primero hay que conocer los cambios estructurales de este a diferentes temperatura. Estos cambios tienen bastante complejidad y dependen de la cantidad de carbono presente y otros factores, que en la metalurgia se establecen con precisión en el llamado diagrama de equilibrio hierro-carbono.
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