Ingenieria turbinas y generadores

TRATAMIENTO TERMICO
DE LOS METALES

El tratamiento térmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas. Las aplicaciones más comunes analizadas en este capítulo se realizan sobre metales. Se ejecutan tratamientos similares en vidrio cerámico, vidrios templados, y metalespulverizados y cerámicas.Se pueden ejecutar operaciones de tratamiento térmico sobre una parte de trabajo metálica en varios pasos de la secuencia de manufactura. En algunos casos, el tratamiento se aplica antes del proceso de formado, por ejemplo para ablandar el metal y ayudar a formarlo más fácilmente mientras se encuentra caliente. En otros casos, se usa el tratamiento térmico para aliviar losefectos del endurecimiento por deformación que ocurre durante el formado y poder destinarla a una deformación posterior. Y finalmente, el tratamiento térmico puede realizarse durante o casi al finalizar la secuencia de manufactura para lograr la resistencia y dureza requeridas en el producto terminado.El tratamiento térmico puede ser de dos tipos: termofísico o termoquímico, en la medida que no cambieo cambie la composición química del metal. Los principales tratamientos térmicos son: 1) recocido, 2) formación de martensita en el acero, 3) endurecimiento por precipitación y 4) endurecimiento superficial.
Hornos para tratamiento térmico Los hornos varían mucho en cuanto a tecnología, tamaño y capacidad. Calientan las piezas por una combinación de radiación, convección y conducción. Latecnología de calentamiento se divide entre los calentados por combustibles y los calentados por electricidad. Los calentados por combustibles son generalmente calentados directamente, lo cual significa que las partes de trabajo quedan expuestas directamente a los productos de la combustión. Los combustibles incluyen gases, (como gas natural o propano) y aceites ligeros que se pueden atomizar (comodiesel, petróleo). La composición química de los gases de combustión se puede controlar ajustando la mezcla aire-combustible u oxígeno-combustible para minimizar las incrustaciones (formación de óxido) en la superficie de las piezas de trabajo. Los hornos eléctricos usan geralmente la resistencia eléctrica para calentar; son más limpios y silenciosos porque proporcionan un calentamiento másuniforme, pero son más caros en cuanto a su compra y operación. Un horno convencional es un espacio cerrado diseñado para resistir las fugas de calor y dar cabida al tamaño de las piezas a procesar. Los hornos se clasifican en carga por lotes y continuos. Los hornos de carga por lotes (batch furnaces) son más simples, consisten básicamente en un sistema de calentamiento dentro de una cámara aisladacon una puerta para cargar y descargar las piezas. Los ejemplos de este tipo son los hornos caja que se construyen como cajas rectangulares disponibles en varios tamaños; hornos con carro al fondo, que son mucho más grandes y usan carros tipo ferrovía para mover piezas grandes en la cámara de calentamiento; y hornos tipo campana, en los cuales la cubierta o campana del horno se puede elevar pormedio de una grúa puente o de caballete para cargarlo o descargarlo. Los hornos continuos se usan generalmente para velocidades de producción más altas y proveen un medio para transportar la carga en el interior de la cámara de calentamiento. Los diferentes mecanismos para transportar la carga incluyen configuraciones circulares que utilizan soleras rotatorias y del tipo en línea recta en elcual las piezas se mueven mediante transportadores a través de una o varias cámaras de calentamiento dispuestas en línea.En ciertas operaciones de tratamientos térmicos se requieren atmósferas especiales, como algunos de los tratamientos de endurecimiento superficial que hemos analizado. Estas atmósferas incluyen ambientes ricos en carbono o nitrógeno para la difusión de estos elementos en la...