TRATAMIENTOS TERMICOSLos Tratamientos Trmicos se refieren a una amplia gama de operaciones llevadas a cabo a elevadas temperaturas, con las cuales se transforman las propiedades de los metales y de las aleaciones para poder trabajarlos eficientemente o para conferirles determinadas caractersticas mecnicas o tecnolgicas.

Desde el momento en el que un material entra en la fabricacin de la mayora de los objetos metlicos sufre por lo menos un tratamiento trmico en alguna fase de su produccin, puede considerarse que este tratamiento es parte importante de la moderna tecnologa industrial.

De lo antes expuesto podemos deducir que los tratamientos trmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y en condiciones determinadas, a que se someten los aceros ( y otros metales y aleaciones) , para darles caractersticas ms adecuadas para su empleo ; estos no modifican la composicin qumica pero si otros factores como su constitucin , estructura y estado mecnico.

Factores de Importancia en un Tratamiento Trmico.

Es uno de los pasos principales para que pueda alcanzar las propiedades mecnicas para las cuales esta creado.

La clave de los tratamientos trmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no frreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido.

A travs de los Tratamientos se modifican la constitucin del acero, variando el estado en el que se encuentra el carbono, y el estado alotrpico del hierro.

Se modifica la estructura, variando el tamao de grano y el reparto de los constituyentes.

El estado mecnico queda afectado por las tensiones a las cuales son sometidos los materiales luego de algunos TT, principalmente despus de un temple.

El Producto Slido se expone parcial o totalmente a ciclos Trmicos segn lo amerite la ocasin.

Por medio de Tratamientos Termoqumicos se pueden alterar las propiedades qumicas del material esencialmente del acero.

Deben ser tomadas en cuenta tanto la temperatura de enfriamiento como la de calentamiento y de igual forma los medios en lo que se efecten los tratamientos como tales.

Otros factores que deben ser Considerados son: La composicin del Material, La Velocidad de Calentamiento, duracin del Tratamiento.

Casi todos los tratamientos se llevan a cabo en hornos especiales, que pueden ser de tipo continuo, con zonas a temperaturas diferentes por las que va pasando la pieza, o bien de tipo discontinuo. El enfriamiento puede tener lugar dentro o fuera del horno.

El desarrollo de los tratamientos trmicos se desarrolla preferiblemente en tres fases (calentamiento a temperatura mxima, permanencia a la temperatura mxima, enfriamiento desde la temperatura mxima a la temperatura ambiente).

Tratamiento Trmico en los Metales.

De acuerdo a diferentes estudios establecidos, en los metales los tomos se hallan dispuestos segn una estructura regular llamada Red Cristalina. La estructura de una aleacin, vista por el microscopio, consta normalmente de una mezcla de dos o ms fases, es decir, constituyentes con distintos tipos de redes.

Los tratamientos trmicos en este tipo de material se basan primordialmente en el hecho de que estas microestructuras pueden ser modificadas, mediante calentamiento y enfriamiento como previamente se ha dicho, tomando en cuanta una serie de condiciones, con el fin de alterar las propiedades de dureza, resistencia, tenacidad y ductilidad del material, as como su aptitud para ser trabajado y mecanizado. Tambin estn directamente relacionadas con la estructura elctrica y magntica, como taimen a su resistencia a la corrosin.

Centrndonos propiamente en le tratamiento trmico del acero podramos decir que el objetivo de este proceso es controlar la cantidad, la forma, el tamao y la distribucin de las partculas de cementita contenidas en la ferrita, que son las que determinan las propiedades fsicas del acero. Consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita y despus enfriarlo rpidamente sumergindolo en agua o aceite.

Esto demuestra que para tratar al acero trmicamente debemos contar con el medio efectivo que permita el desarrollo de un proceso sin complicaciones posteriores.

Otro mtodo de tratamiento trmico es la cementacin, en la que se endurecen las superficies de las piezas de acero calentndolas con compuestos de carbono o nitrgeno.

Importancia de los Tratamientos Trmicos.

Es viable reconocer que a travs de la implementacin de los procesos de tratamientos trmicos, le dan la oportunidad al fabricante de conferirles propiedades de mayor consistencia al acero y a otros materiales. Siendo la evaluacin fundamentada en las caractersticas precisas que se buscan en la pieza u objeto a fabricar.Igualmente puede ser identificada por medio de los tratamientos, que estructura final se obtendr del compuesto y para que podr ser usado con posterioridad, denotando paulatinamente la influencia que sobre ellos guardan la temperatura y el medio de experimentacin.

En toda industria se busca un trabajo eficaz, es por ello que al trabajar con materiales metalmecnico sera ms complicados su manipulacin si no aplicamos sobre ellos acciones que le den un estado ms apto para el trabajo radicando en esta afirmacin la innegable participacin de los procesos trmicos en la consecucin idnea de piezas, maquinaras confeccionadas de acero u otras aleaciones.

Principales Equipos Usados en los Procesos Trmicos.

En el siguiente grfico se mostrarn esquemticamente los principales equipos usados en los Tratamientos Trmicos y as mismo la capacidad de los mismos Equipos Usados en los Procesos Trmicos.

Horno d atmsfera Controlada.Se usa en Tratamientos de Cementacin y Temple.Tiene capacidad de 500 x900 mm de profundidad

Horno de Bao de Sales.Se usa para Temple en Bao de Sal, e igualmente es usado para la cementacin lquida.Sus capacidades son de 350 x 500 mm , 500 x 800 mm y 700 x 1000mm)

Horno de NitruracinSe usa para Nitruracin en sales.Sus capacidades disponibles son de 500 x 800 mm y 600 x 2600 y (2 x 1300) mm

Horno de Baos Isotrmicos.Para Temple isotrmico y Revenido.Su capacidad disponible va desde 600 x 2600 mm

Hornos de MuflaPara Cementar en Granulado, Templar, Revenir, recocer.Su capacidad disponible va desde una medida de 1200 C en las que las capacidades netas son : 1000 x 500 x 1200 mm

400 x 250 x 650 mm350 x 280 x 800 mm

400 x 300 x 600 mm

Hornos de Aires Reforzados.

Para Revenido y distensionado.Su cmara posee una capacidad de 400 x 500 mm. {

2.-TIPOS DE TRATAMIENTOS TERMICOS:

Para el desarrollo de los tratamientos trmicos se debe realizar un estudio del tipo de material y su comportamiento determinando que tipo de aleacin presenta y as mismo la composicin predominante en el mismo, lo cual le dar al proceso las condiciones de equilibrio necesario para la obtencin efectiva de la estructura deseada.

Los distintos tratamientos trmicos pueden ser clasificados de acuerdo a: Materiales Frricos

Aleaciones no Frricas

Carburacin o Cementacin

Mediante este tratamiento se producen cambios, en la composicin qumica del acero, el cual busca aumentar el contenido de carbono, a travs de un proceso que consiste en el enriquecimiento superficial del acero en carbono, esto se hace mediante la transferencia y difusin de ste en un a adecuado medio carburante.

El proceso de cementacin puede subdividirse en.

Cementacin Gaseosa : Este tratamiento se efecta colocando la pieza en una atmsfera a base de monxido de carbono y anhdrido carbnico , o tambin a base de metano, que acta a 900 1000 C ) ; en este caso , la reaccin producida sera del tipo siguiente :

2CO CO2 + C, o bien,

CH4 C + 2H2

En esta reaccin se produce difusin del carbono en el acero y desplazamiento de la reaccin hacia la derecha.

Cementacin Lquida : Presenta un proceso anlogo al anterior en la se produce en una mezcla de cianuros y cianatos fundidos , que se descomponen segn la reaccin:

3NaCNO Na2CO3 + C + NaCN + 2NEn esta reaccin mientras el cianuro se oxida a cianato, se produce tambin la difusin del nitrgeno adems de la del carbono

Cementacin Slida : En ella se realizan mezclas de carbn y carbonato proporcionan al acero un poder de enriquecimiento superficial en carbono. En este proceso no se usa lquido ni se turba (a travs de las reacciones con las que trabaja se usa azufre, quien proporciona fragilidad al material).

En este el carbn que se absorbe es el proveniente del carbn naciente. El empleo de los mismos es para piezas grandes. Adems es econmico en su uso, barato y aparentemente menos peligroso.En general, el objeto del proceso de cementacin consiste en obtener piezas con superficies duras (despus del temple), resistente al desgaste y a la abrasin, junto con un ncleo relativamente tenaz. Adems, la resistencia a la fatiga aumenta casi en un 100%...Los aceros de cementacin se dividen en dos importantes grupos los cuales son: los aceros al carbono y los aceros aleados, ambos con la caractersticas comn de que el contenido de carbono no supera el 0,2 % (de ordinario se opera con 0,1 0,15%). Aceros al Carbono: Son usados en aplicaciones que no requieren caractersticas mecnicas especiales en el ncleo de la pieza, o en piezas de forma sencilla y poco sometida a esfuerzos.Aceros Aleados: En esta categora se encuentran principalmente los aceros aleados al Cr Ni o al Cr _ Ni Mo, este tipo de acero es apto para piezas que exigen elevada templabilidad en el ncleo y permiten una difusin regular y uniforme del carbono.En cada uno de los aceros el contenido superficial de carbono se limita a 0,9 1 % para evitar fenmenos de separacin de la capa carburada del ncleo. El espesor de cementacin es 0,2 0,8 mm y slo excepcionalmente, en piezas sometidas a desgaste en presencia de fuertes cargas, supera 1mm.La dureza superficial despus del templado y distensin es notable y las propiedades mecnicas (carga de rotura por traccin) varan desde 70 Kg /mm2, para los aceros al carbono que contienen mayor proporcin de aleacin. El tratamiento de cementacin se aplica para engranajes, ejes y acoplamientos. La dureza de la capa superficial decrece al aumentar la temperatura de utilizacin.