Tratamientos termoquímicos

Tratamientos termoquímicos

Son tratamientos implican una alteración de la composición química de la capa superficial del metal tratado, debido a la difusión de átomos de un medio circundante hacia el interior del metal, y depende de varios factores como son: Temperatura, tiempo, concentración del medio circundante, concentración inicial de la pieza, etc. Como el control de las variablesanteriores es relativamente sencillo, los tratamientos termoquímicos se utilizan cuando se requiere asegurar una determinada profundidad y zonificación de la capa endurecida. El carbono, el nitrógeno y el boro son los elementos más utilizados para endurecer un acero por lo que se utilizan ampliamente en este tipo de tratamientos. A diferencia de los tratamientos superficiales, se utilizan aceros debajo carbono (máximo 0.25 %).

DIFUSION
La tendencia natural de átomos y moléculas a moverse desde altas zonas de concentración hacia zonas de baja concentración se llama difusión. Cuando se retira la barrera entre dos sustancias, las moléculas se redistribuyen (o difunden) por todo el recipiente. Al final, la mezcla alcanza un estado de equilibrio, en el que las moléculas de ambas sustanciasestán mezcladas uniformemente. Aunque el número total de moléculas en el recipiente es el mismo que antes de quitar la barrera, la concentración de cada sustancia es menor. La velocidad de difusión depende de la masa de las moléculas: las moléculas con más masa se difunden más lentamente.
Observar la evolución de una gota de tinta en un vaso de agua, o de un cristal de alguna sustancia coloreadaen el solvente adecuado, los olores que llegan a nosotros, son experiencias diarias de fenómenos de difusión en  gases y líquidos, estados en los que por su misma situación de movilidad, los átomos difunden con rapidez. Sin embargo este fenómeno es una tendencia general en la naturaleza, y aunque más lento, es igualmente observable en sólidos, tendiendo a homogeneizar las “imperfecciones”.
Elmovimiento de los átomos de un metal puro o del elemento base o solvente se conoce como “difusión propia”, mientras que la difusión de un metal como elemento de aleación en otro metal (base), se conoce como “difusión sustitucional” (sí la solución que forman ambos elementos es del tipo sustitucional) o “difusión intersticial” (sí la solución formada es del tipo intersticial).
El movimiento delos átomos dentro de un sólido metálico, en el caso de difusión propia y difusión sustitucional, depende de la existencia de “sitios vacantes o vacancias”, las cuales son un tipo de defecto que posee todo metal y el cual es dependiente de la temperatura, su dependencia es de forma exponencial, por lo que a mayor temperatura mayor concentración de sitios vacantes, con el consecuente aumento en ladifusión atómica, además de que a mayor temperatura mayor energía poseen los átomos, aumentando por tanto la frecuencia de salto de los mismos de un sitio vacante a otro.
Los dos mecanismos importantes mediante los cuales ocurren estos procesos de difusión son la difusión por vacancia y la difusión intersticial:
Difusión por vacancia: tanto en la auto difusión como en la difusión de átomossustitucionales, un átomo puede abandonar su sitio en la red para llenar una vacancia cercana. Pero en el mismo momento se crea una vacancia en el sitio antes ocupado por él. Al progresar la difusión se observa un flujo de átomos y de vacancias en sentidos opuestos, conocido como difusión por vacancia.
Difusión intersticial: si en la estructura cristalina está presente un átomo o ión pequeño en unsitio intersticial, éste pasará de un sitio intersticial a otro sin necesidad que existan vacancias. Este mecanismo será mucho más rápido que el anterior, ya que el número de sitios intersticiales es muchísimo mayor que el de vacancias.
LEYES DE FICK
Como ya se mencionó, la difusión es el movimiento de los átomos en un material. Los átomos se mueven de una manera predecible, tratando de eliminar...