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Estructura y Propiedades de las Aleaciones-Facultad de Ingeniería-UNLP
Capítulo 13: Tratamientos térmicos superficiales

Capítulo 13: Tratamientos térmicos superficiales
El endurecimiento superficial se utiliza para ampliar la versatilidad en ciertos aceros
mediante la combinación de propiedades no obtenibles de otras maneras. Para muchas
aplicaciones, el desgaste o las tensiones másseveras actúan sólo sobre la superficie de la pieza.
Por lo tanto, la pieza puede fabricarse con un acero de bajo o medio carbono y endurecer la
superficie por un tratamiento térmico final después de que todos los otros procesos se
completaron. El endurecimiento superficial también reduce la distorsión y elimina la
fisuración que puede generarse durante el endurecimiento especialmente en piezasgrandes.
También es posible el endurecimiento localizado de determinadas áreas mediante algunas
técnicas de endurecimiento superficial. Este capítulo describe los dos tratamientos de
endurecimiento superficial principales. Uno es sin cambio en la composición y consiste en un
endurecimiento superficial con calentamiento por inducción o flameado. El otro cambia la
composición e incluye técnicastales como cementación, nitruración y carbonitruración.

Endurecimiento por flameado
El endurecimiento por flameado consiste en austenizar la superficie del acero por un
calentamiento con una llama de oxiacetileno u oxihidrógeno e inmediatamente templar en
agua. Resulta en una capa superficial dura de martensita sobre un interior blando con una
estructura de ferrita-perlita. No hay cambioen la composición y, por lo tanto, el acero tratado
de esta manera deberá tener un contenido adecuado de carbono para obtener la dureza
deseada en la superficie. La velocidad de calentamiento y la conducción de calor hacia el
interior son más importantes en la determinación de la profundidad del tratamiento más que
la templabilidad del acero. La Fig. 13.1 muestra los gradientes de durezaproducidos por varias
velocidades de avance de la llama a través de un acero 1050 forjable. Una baja velocidad de
avance da mayor penetración del calor y mayor profundidad de endurecimiento.
Se desarrollaron numerosos métodos de endurecimiento por llama. El endurecimiento
localizado puede realizarse posicionando la llama sobre el área deseada de la pieza estacionaria.
Para barras largas se usanmétodos progresivos donde la torcha viaja sobre la pieza a tratar o
la pieza viaja bajo la torcha estacionaria. Para barras pequeñas se utiliza el método de rotación
de la pieza y torcha estacionaria. En éste se realiza el calentamiento, luego se extingue la llama
y finalmente la pieza se templa con un spray de agua o por la introducción de ésta en un
tanque de agua. En todos los casos laspiezas templadas son luego revenidas para mejorar la
tenacidad y aliviar las tensiones producidas por el endurecimiento superficial.

Calentamiento por inducción
El calentamiento por inducción es un método extremadamente versátil para el
endurecimiento de los aceros. Mediante éste se puede realizar endurecimiento superficial
uniforme, endurecimiento superficial localizado, endurecimientocontinuo y revenido de las
piezas. El calentamiento se realiza con la colocación de la pieza en un campo magnético
generado por el pasaje de una corriente alterna de alta frecuencia a través de un inductor,
usualmente una bobina de cobre enfriada por agua. El campo magnético alterno establecido
dentro de la bobina induce una corriente (I) dentro del acero. La corriente inducida genera uncalentamiento (H) de acuerdo con la siguiente relación H= I2.R, donde R es la resistencia
eléctrica. El acero consiste principalmente en ferrita o Fe bcc, la cual es ferromagnética hasta
la temperatura de Curie (768ºC), el rápido cambio en la dirección de los dominios de

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