Tratamientos Térmicos
Objetivo:
Hacer referencia a los
tipos de tratamientos térmicos, propiciando su funcionamiento así como
referencias específicas, a fin de determinar las características de dichos tratamientos,
para así obtener conocimientos básicos del tema. Mejora las
propiedades de los metales y aleaciones, por lo general, de tipo mecánico. En
ocasiones se utiliza este tipo de tratamientos para, posteriormente, conformar
el material.
Definición:
El Tratamiento Térmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento
para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus
propiedades mecánicas. El objetivo es proporcionar
a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o
uso final. No modifican la composición química de los materiales, pero si otros
factores tales como los constituyentes estructurales y la granulometría, y como
consecuencia las propiedades mecánicas.
Etapas del tratamiento térmico
Un tratamiento térmico consta de tres etapas que se presentan a continuación:
• Calentamiento hasta la temperatura fijada: La elevación de temperatura
debe ser uniforme en la pieza.
• Permanencia a la temperatura fijada: Su fin es la completa
transformación del constituyente estructural de partida. Puede considerarse
suficiente una permanencia de unos 2 minutos por milímetro de espesor.
• Enfriamiento: Este enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en
función del tipo de tratamiento que se realice.
Tipos tratamientos térmicos:
1. Recocido
Consiste básicamente en un calentamiento hasta una temperatura de austenitizacion (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento, con objetivo de bajar la
densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad.
El Recocido se realiza principalmente para:
• Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas
deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.
• Recristalizar los metales trabajados en frío.
• Para aliviar los esfuerzos residuales.
Las operaciones de Recocido se ejecutan algunas veces con el único propósito de
aliviar los esfuerzos residuales en la pieza de trabajo causadas por los procesos
de formado previo.
Se debe tener en cuenta que el Recocido no proporciona generalmente las
características más adecuadas para la utilización del acero. Por lo general, al
material se le realiza un tratamiento posterior con el objetivo de obtener las
características óptimas deseadas.
2. Temple
Tratamiento térmico que tiene por objetivo aumentar la dureza y
resistencia mecánica del material, transformando toda la masa en Austenita con el
calentamiento y después, por medio de un enfriamiento brusco (con aceites, agua
o salmuera), se convierte en Martensita, que es el constituyente duro típico de los
aceros templados. Para ello se calienta el acero a una temperatura ligeramente mas elevada que la critica superior Ac ( entre 900-950ºC) y se enfría rápidamente ( según la característica del material).
En el temple, es muy importante la fase de enfriamiento y la velocidad alta del
mismo, además, la temperatura para el calentamiento óptimo debe ser siempre
superior a la crítica para poder obtener de esta forma la Martensita. Existen
varios tipos de Temple, clasificados en función del resultado que se quiera obtener
y en función de la propiedad que presentan casi todos los aceros, llamada
Templabilidad (capacidad a la penetración del temple), que a su vez depende,
fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero.
Revenido
El Revenido es un tratamiento complementario del Temple, que generalmente
prosigue a éste. Disminuye ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumenta la tenacidad, consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros, elimina las tensiones creadas en el temple.
Cómo se practica el recocido:
- Se calienta el acero hasta una temperatura dada
- Se mantiene la temperatura durante un tiempo
- Se enfría lentamente hasta temperatura ambiente, controlando la velocidad de enfriamiento.
Si la variación de temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones internas
que inducen grietas o deformaciones.
El grado de plasticidad que se quiere dotar al metal depende de la velocidad de
enfriamiento y la temperatura a la que se elevó inicialmente.
Normalizado
Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por el
material tras una conformación mecánica, tales como una forja o laminación para
conferir al acero unas propiedades que se consideran normales de su composición.
El normalizado se practica calentando rápidamente el material hasta una
temperatura crítica y se mantiene en ella durante un tiempo. A partir de ese
momento, su estructura interna se vuelve más uniforme y aumenta la tenacidad del
acero.
Ejemplo de usos:
TEMPLE Y REVENIDO
- Templar una pieza o herramienta de acero, significa endurecerla totalmente.
- Una pieza dura es quebradiza, para darle tenacidad suficiente se efectúa después del temple un revenido.
- Temple y revenido pueden ser aplicados, de una manera general a cualquier tipo de acero, cuyo tenor de carbono supere 0.30% c.
Aplicaciones:
Troqueles, punzones, cuchillas, fresas, brocas, moldes para plástico, matrices para forja, matrices para fundición a presión de aleaciones no ferrosas, etc.
Recocido
El recocido es un tratamiento térmico propio de los productos semielaborados y acabados donde está diseñado para reducir al mínimo las tensiones internas creadas durante los procesos de fabricación. El recocido sirve también para aumentar el grado de cristalinidad de los materiales y así mejorar sus propiedades mecánicas. Esto reduce la tendencia al alabeo y deformación de las piezas después de mecanizarlas, y mejora la estabilidad dimensional.
En este caso se incluyen todos aquellos materiales reforzados con fibras debido su fuerte orientación y sus dificultades para mecanizarlos. Además, el mecanizado puede crear a veces tensiones internas adicionales en las piezas debido a:
- Uso de herramientas poco afiladas.
- Exceso de calor generado por velocidades de mecanizado inadecuadas.
- Alto volumen de mecanizado.
Un proceso de recocido intermedio puede ayudar a aliviar el exceso de tensiones internas y reducir el riesgo alabeo.
Resumen:
Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria automotriz ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son: Temple, Cementación, Nitruración y Alivio de Tensiones.
Cuestionario:
involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas. El objetivo es proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o uso final.
¿Cuales son los principales tratamientos térmicos?
-Temple
-Revenido
-Recocido
-normalizado
entre 900-950ºC
el temple
alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.
revenido
Ejemplos de usos del temple y el revenido
Troqueles, punzones, cuchillas, fresas, brocas
¿Para que se utiliza el normalizado?
se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por el material tras una conformación mecánica, tales como una forja o laminación para conferir al acero unas propiedades que se consideran normales de su composición
¿Cuales son las etapas de los tratamientos térmicos?
• Calentamiento hasta la temperatura fijada: La elevación de temperatura debe ser uniforme en la pieza.
• Permanencia a la temperatura fijada: Su fin es la completa transformación del constituyente estructural de partida. Puede considerarse suficiente una permanencia de unos 2 minutos por milímetro de espesor.
• Enfriamiento: Este enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en función del tipo de tratamiento que se realice.
Bibliografia:
