Tratamientos Superficiales Del Acero
Páginas: 21 (5210 palabras)
Publicado: 17 de octubre de 2012
Introducción
El acero es una aleación de hierro y carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su diferente utilización en la industria.
Los principales elementos de aleación son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Níquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo.
Los productosferrosos con más de 2.11% de carbono se denominan fundiciones de hierro.
Las actuales exigencias tecnológicas ponen de manifiesto la necesidad de disponer de materiales metálicos con elevadas prestaciones bajo condiciones de servicio críticas, como una elevada tenacidad y alta dureza superficial.
Generalmente los tratamientos superficiales tienen por objeto el endurecimiento de la superficiede los metales y, por consiguiente, el aumento de la resistencia al desgaste, conservando la ductilidad y tenacidad del núcleo.
El endurecimiento superficial del acero se puede conseguir, fundamentalmente, mediante dos procedimientos: modificando la composición química de la superficie mediante la difusión de algún elemento químico (carbono, nitrógeno, azufre, etc.) en cuyo caso se le conocecomo tratamiento termoquímico o modificando sólo la microestructura de la superficie por tratamiento térmico.
Los tratamientos termoquímicos aplicados al acero son aquellos en los cuales la composición química de la superficie de la pieza se altera por la adición de carbono, nitrógeno u otros elementos.
Los tratamientos más comunes son: cementación, nitruración, carbonitruración, fosfatado,cromado, cianuración, sulfinización, silicación,alitación y boración.
Estos procesos se aplican comúnmente a piezas de acero de bajo carbono para lograr una capa exterior dura, resistente al desgaste reteniendo un núcleo tenaz y dúctil.
Tratamientos Termoquímicos
Se llama tratamiento termoquímico al aumento en la composición química superficial del acero pordifusión 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 para obtener nitrógeno.
b) Disociación del monóxido de carbono para obtener carbono.
2) Contacto de los átomos del elemento difundidorcon la superficie del acero y formación de enlaces químicos con los átomos del metal.
3) Difusión hacia el interior del metal. La velocidad de difusión de los distintos elementos en la red cristalina del hierro depende del tipo de solución sólida que formen con él; proceden con más facilidad los formadores de soluciones intersticiales que los sustitucionales.
La concentración final en lasuperficie 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 la temperatura y del tiempo de difusión, así como de la concentración del elemento en la superficie.
Cementación
La cementación consiste en aumentar elcontenido en carbono en la superficie de las piezas de acero, rodeándolas con un medio carburante, y manteniendo todo el conjunto, durante un cierto tiempo a elevada temperatura. Luego, se templan las piezas y quedan con gran dureza superficial.
Se puede emplear cementantes sólidos, líquidos y gaseosos, oscilando la duración de la cementación de 6 a 10 horas cuando se utilizan cementantes sólidos,de 1 a 6 horas cuando se trata de sales o cementantes líquidos y de 1 hora a varios días utilizando cementación gaseosa.
Se pueden emplear aceros aleados y sin aleación, de bajo contenido en carbono, generalmente de 0.08 a 0.25 % de C y excepcionalmente algunas veces se cementan también aceros hasta de 0.40 % de C.
La operación se realiza generalmente a temperaturas comprendidas entre 850 y...
El acero es una aleación de hierro y carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su diferente utilización en la industria.
Los principales elementos de aleación son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Níquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo.
Los productosferrosos con más de 2.11% de carbono se denominan fundiciones de hierro.
Las actuales exigencias tecnológicas ponen de manifiesto la necesidad de disponer de materiales metálicos con elevadas prestaciones bajo condiciones de servicio críticas, como una elevada tenacidad y alta dureza superficial.
Generalmente los tratamientos superficiales tienen por objeto el endurecimiento de la superficiede los metales y, por consiguiente, el aumento de la resistencia al desgaste, conservando la ductilidad y tenacidad del núcleo.
El endurecimiento superficial del acero se puede conseguir, fundamentalmente, mediante dos procedimientos: modificando la composición química de la superficie mediante la difusión de algún elemento químico (carbono, nitrógeno, azufre, etc.) en cuyo caso se le conocecomo tratamiento termoquímico o modificando sólo la microestructura de la superficie por tratamiento térmico.
Los tratamientos termoquímicos aplicados al acero son aquellos en los cuales la composición química de la superficie de la pieza se altera por la adición de carbono, nitrógeno u otros elementos.
Los tratamientos más comunes son: cementación, nitruración, carbonitruración, fosfatado,cromado, cianuración, sulfinización, silicación,alitación y boración.
Estos procesos se aplican comúnmente a piezas de acero de bajo carbono para lograr una capa exterior dura, resistente al desgaste reteniendo un núcleo tenaz y dúctil.
Tratamientos Termoquímicos
Se llama tratamiento termoquímico al aumento en la composición química superficial del acero pordifusión 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 para obtener nitrógeno.
b) Disociación del monóxido de carbono para obtener carbono.
2) Contacto de los átomos del elemento difundidorcon la superficie del acero y formación de enlaces químicos con los átomos del metal.
3) Difusión hacia el interior del metal. La velocidad de difusión de los distintos elementos en la red cristalina del hierro depende del tipo de solución sólida que formen con él; proceden con más facilidad los formadores de soluciones intersticiales que los sustitucionales.
La concentración final en lasuperficie 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 la temperatura y del tiempo de difusión, así como de la concentración del elemento en la superficie.
Cementación
La cementación consiste en aumentar elcontenido en carbono en la superficie de las piezas de acero, rodeándolas con un medio carburante, y manteniendo todo el conjunto, durante un cierto tiempo a elevada temperatura. Luego, se templan las piezas y quedan con gran dureza superficial.
Se puede emplear cementantes sólidos, líquidos y gaseosos, oscilando la duración de la cementación de 6 a 10 horas cuando se utilizan cementantes sólidos,de 1 a 6 horas cuando se trata de sales o cementantes líquidos y de 1 hora a varios días utilizando cementación gaseosa.
Se pueden emplear aceros aleados y sin aleación, de bajo contenido en carbono, generalmente de 0.08 a 0.25 % de C y excepcionalmente algunas veces se cementan también aceros hasta de 0.40 % de C.
La operación se realiza generalmente a temperaturas comprendidas entre 850 y...
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