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Tratamiento de los metales

Guía: Tratamientos termoquímicos
El endurecimiento superficial del acero, se puede realizar sin modificar la
composición química o modificando la misma con la incorporación de carbono,
nitrógeno, boro, etc.
La necesidad de disponer de diversos materiales, que respondan a condiciones
de servicio críticas, que requieran de una elevada dureza superficial, especialmente aalta temperatura, una gran resistencia al desgaste, conservando la ductilidad y
tenacidad del núcleo, es el gran desafío continuo de la tecnología de los materiales.
Tratamientos termoquímicos.
Estos tratamientos aplicados al acero son aquellos en los cuales se altera, la
composición química de la pieza en su parte superficial a través del proceso de
difusión, mediante la adición de carbono,nitrógeno u otros elementos. Los
tratamientos más comunes son la carburación o cementado, nitruración,
carbonitruración y boración. Este tipo de tratamiento se aplica a aceros de bajo
contenido de carbono, para lograr una capa exterior de pequeño espesor dura,
manteniendo el núcleo de la pieza dúctil y tenaz.
Los aceros de medio o alto contenido de carbono, se pueden endurecer
superficialmente por mediode los temples superficiales.
En los tratamientos termoquímicos se produce un aumento en la composición
química superficial del acero por difusión de un elemento determinado
(C, N, Al, Cr y otros) desde el medio exterior y a alta temperatura. Esto
se produce en tres etapas:
1) Separación, en la atmósfera, del elemento difundidor al estado
atómico, por ejemplo:
a) disociación del amoníaco paraobtener nitrógeno (nitruración gaseosa)
b) disociación del monóxido de carbono para obtener carbono (cementación)
2) Contacto de los átomos del elemento difundidor con la superficie del acero y
formación de enlaces químicos con los átomos del metal base
3) Difusión hacia el interior del metal. La velocidad de difusión de los distintos
elementos en la red cristalina del hierro depende del tipo desolución sólida que
formen con él; proceden con más facilidad los formadores de soluciones
intersticiales que los sustitucionales.
La concentración final en la superficie depende de la actividad química del
medio, de manera de asegurar la afluencia de átomos del elemento hacia ella, y de la
velocidad de difusión que los conduce al interior del metal. La profundidad de capa
obtenida depende de latemperatura y del tiempo de difusión, así como de la
concentración del elemento en la superficie.
Cementado
Es el proceso por el cual se incorpora carbono en la capa superficial del acero.
Con ello se logra una superficie de alta dureza que le proporciona resistencia al
desgaste después de un temple, y aumenta el límite de fatiga. Como se realiza en
aceros de no más de 0.35 % de C, el núcleo conservasu capacidad de absorber
energía de impacto.
La profundidad de capa debe ser tal que no se produzcan deformaciones
permanentes en ella. Por lo tanto, será tanto mayor (de 0.8 a 1.4 mm.), cuanto más
C. Urra S

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Tratamiento de los metales

grande
sea
el
esfuerzo
a
que
está
sometida
la
misma.
Si
sólo se requiere resistencia al desgaste, se usan capas de baja
profundidad (0.1 a 0.5 mm.).
Lacementación se realiza a temperatura superior a AC3 (900 a 950ºC)
de modo que el carbono difunde en la red cristalina del hierro γ; cuando
se alcanza el límite de saturación de la austenita, en la superficie se
puede formar una capa de cascarilla. Pero esto raramente se observa; en
las condiciones normales, durante la cementación sobre AC3 se forma
sólo austenita, y, luego del enfriamiento lento, losproductos de su
transformación (ferrita y cementita).
La capa cementada tiene una concentración variable de carbono en su
espesor, decreciente hacia el interior de la pieza; el objetivo es
obtener la composición eutectoide en la superficie.
Los tres métodos de cementación más comunes son: empacado para
carburación, baño líquido y gas.
Carburización por empaquetado
Este procedimiento consistente en...