Tratamientos térmicos

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
Facultad de Ingeniería Mecánica
Tecnología de Conformado Mecánico
Tema: Tratamientos Térmicos
Objetivos: Diagramas
T.T. General
Equilibrio Fe-C
T.T.T
Clasificación De los Tratamientos Térmicos
Marco Teórico: Se conoce como tratamiento térmico el proceso al que se someten los metales u otros tipos de materiales sólidos como polímeros con el finde mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono.
Para que sea un tratamiento térmico es necesario que se cumplan las siguientes condiciones:
1.- No cambie ni la forma ni las dimensiones del material
2.- Toda la masadebe estar a la temperatura del tratamiento térmico
3.- La pieza debe estar en estado sólido
4.- La temperatura del tratamiento se encuentra en función del material y del tipo de tratamiento a seguir.
5.- El tiempo está en función de la masa
Diagrama General de Tratamientos Térmicos:
T (°C)
T (seg)

S M

TT
Tamb.
ΔT

Α βcontinuos
Aire
ΔT=cteΔt=cte
T (°C)
T (seg)

S M

TT
Tamb.
ΔT

Α β

continuos
Aire
ΔT=cteΔt=cte
El Diagrama General de Tratamientos Térmicos se encuentra en función de la temperatura y del tiempo.

Enfriamiento
Enfriamiento
Mantenimiento
Mantenimiento
Calentamiento
Calentamiento

En el diagrama general serepresentan se encuentran tres tiempos que son:
El tiempo de calentamiento que es el tiempo necesario para que la superficie del material llegue a la temperatura a la que se encuentra el horno.
El tiempo de mantenimiento que es el tiempo necesario para que toda la masa del material se encuentra a la temperatura del horno.
El tiempo de enfriamiento que es el tiempo necesario para que elmaterial llegue a la temperatura ambiente y este tiempo depende del medio en el cual se va a enfriar el material.
tgα=∆T∆tcal=Ṫ=Velocidad de calentamiento ʄ (HORNO)

tgβ=∆T∆tenf=Ṫ=Velocidad de enfriamiento ʄ (Medio de Enfriamiento)
La velocidad de enfriamiento ha de variar en función del medio en el cual se enfriará el material y de acuerdo a esto se ha generalizado estas velocidades:
Enel agua la velocidad de enfriamiento se encuentra alrededor de 20°C por segundo.
En el aceite la velocidad de enfriamiento se encuentra alrededor de 10°C por segundo.
En el ambiente la velocidad de enfriamiento se encuentra alrededor de 1°C por segundo.
Diagrama de Equilibrio Hierro Carbono ( Fe – C )
El hierro presenta transformaciones alotrópicas que son las siguientes:
911°C Fe α---> bcc
1392°C Fe ϒ ---> fcc
1536°C Fe δ ---> bcc
El diagrama de equilibrio Fe-C es una gráfica que representa las fases y estados en las que se encuentran las aleaciones de Hierro-Carbono para una temperatura y composición dadas. En este diagrama, las proporciones de Carbono y de Carburo de Hierro (Fe3C) se representan en el eje de abscisas, en un rango porcentual que va del 0% al6,67% de Carbono, limite de solubilidad de éste en la cementita. A la temperatura ambiente, salvo una pequeña parte disuelta en la ferrita, todo el carbono que contienen las aleaciones Fe-C está en forma de carburo de hierro.
El carburo de hierro se descompone de una manera muy lenta en hierro y carbono (grafito), lo cual requiere un periodo de tiempo muy largo a temperatura ambiente. El carburo dehierro se considerará entonces metaestable, por tanto, el diagrama hierro-carburo de hierro, aunque técnicamente representa condiciones metaestables, puede considerarse como representante de cambios en equilibrio, bajo condiciones de calentamiento y enfriamiento relativamente lentas.

Las fases en las que se puede encontrar la aleación Hierro-Carbono dentro del diagrama de equilibrio son:...