tratamiento térmico

7
Tratamiento térmico Tratamiento térmico. Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo con- diciones controladas de temperatura, tiempo de perma- nencia, velocidad, presión, de los metales o las aleacio- nes en estado sólido, con el fin de mejorar sus propieda- des mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el trata- miento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tra- tamientos térmicos diversos a los cerámicos. 1 Propiedades mecánicas Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición quími- ca, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y en- friamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cris- talina deseada. Entre estas características están: Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en con- tacto de fricción con otro material. Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un mate- rial de permitir el proceso de mecanizado por arran- que de viruta. Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRI- NELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VIC- KERS (HV),etc.Dureza Vickers mediante la prueba del mismo nombre. También puede ser definido co- mo la capacidad de un material de no ser rayado. 1.1 Mejora de las propiedades a través del tratamiento térmico Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mis- mo metal, y en particular de los aceros, reside en la com- posición química de la aleación que los forma y el tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Los tra- tamientos térmicos modifican la estructura cristalina que forman a los aceros sin variar la composición química de los mismos. Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composición química se llama alotropía y es la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamen- te el poliformismo es la capacidad de algunos materia- les de presentar distintas estructuras cristalinas, con una única composición química, el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono. La α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad en un elemento químico puro se denomina alotropía. Por lo tanto las diferentes estructuras de grano pueden ser modificadas, obteniendo así aceros con nuevas pro- piedades mecánicas, pero siempre manteniendo la com- posición química. Estas propiedades varían de acuerdo al tratamiento que se le de al acero dependiendo de la tem- peratura hasta la cual se lo caliente y de como se enfría el mismo. La forma que tendrá el grano y los microconsti- tuyentes que compondrán al acero, sabiendo la composi- ción química del mismo (esto es porcentaje de Carbono y Hierro (Fe3))y la temperatura a la que se encuentra, se puede ver en el Diagrama Hierro Carbono. A continuación se adjunta a modo de ejemplo una figura que muestra como varía el grano a medida que el acero es calentado y luego enfriado. Los microconstituyentes a los que antes se hizo referencia en este caso son la Perlita, la Austenita y la Ferrita. En la figura que se adjunta a continuación se puede ver con mayor claridad como varía el grano del latón de acuerdo a la variación de temperatura en un tratamien- to térmico. 1

Upload: gilberto-jarvio

Post on 20-Dec-2015

215 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tratamiento térmico

Tratamiento térmico

Tratamiento térmico.

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto deoperaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo con-diciones controladas de temperatura, tiempo de perma-nencia, velocidad, presión, de los metales o las aleacio-nes en estado sólido, con el fin de mejorar sus propieda-des mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia yla elasticidad. Los materiales a los que se aplica el trata-miento térmico son, básicamente, el acero y la fundición,formados por hierro y carbono. También se aplican tra-tamientos térmicos diversos a los cerámicos.

1 Propiedades mecánicas

Las características mecánicas de un material dependentanto de su composición química como de la estructuracristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modificanesa estructura cristalina sin alterar la composición quími-ca, dando a los materiales unas características mecánicasconcretas, mediante un proceso de calentamientos y en-friamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cris-talina deseada.Entre estas características están:

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofreceun material a dejarse erosionar cuando está en con-tacto de fricción con otro material.

• Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material deabsorber energía sin producir fisuras (resistencia alimpacto).

• Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un mate-rial de permitir el proceso de mecanizado por arran-que de viruta.

• Dureza: Es la resistencia que ofrece un materialpara dejarse penetrar. Se mide en unidades BRI-NELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VIC-KERS (HV),etc.Dureza Vickers mediante la pruebadel mismo nombre. También puede ser definido co-mo la capacidad de un material de no ser rayado.

1.1 Mejora de las propiedades a través deltratamiento térmico

Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mis-mo metal, y en particular de los aceros, reside en la com-posición química de la aleación que los forma y el tipode tratamiento térmico a los que se les somete. Los tra-tamientos térmicos modifican la estructura cristalina queforman a los aceros sin variar la composición química delos mismos.Esta propiedad de tener diferentes estructuras de granocon la misma composición química se llama alotropía yes la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamen-te el poliformismo es la capacidad de algunos materia-les de presentar distintas estructuras cristalinas, con unaúnica composición química, el diamante y el grafito sonpolimorfismos del carbono. La α-ferrita, la austenita y laδ-ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad enun elemento químico puro se denomina alotropía.Por lo tanto las diferentes estructuras de grano puedenser modificadas, obteniendo así aceros con nuevas pro-piedades mecánicas, pero siempre manteniendo la com-posición química. Estas propiedades varían de acuerdo altratamiento que se le de al acero dependiendo de la tem-peratura hasta la cual se lo caliente y de como se enfría elmismo. La forma que tendrá el grano y los microconsti-tuyentes que compondrán al acero, sabiendo la composi-ción química del mismo (esto es porcentaje de Carbonoy Hierro (Fe3))y la temperatura a la que se encuentra, sepuede ver en el Diagrama Hierro Carbono.A continuación se adjunta a modo de ejemplo una figuraque muestra como varía el grano a medida que el acero escalentado y luego enfriado. Los microconstituyentes a losque antes se hizo referencia en este caso son la Perlita, laAustenita y la Ferrita.En la figura que se adjunta a continuación se puede vercon mayor claridad como varía el grano del latón deacuerdo a la variación de temperatura en un tratamien-to térmico.

1

Page 2: Tratamiento térmico

2 3 TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS DEL ACERO

1.2 Propiedades mecánicas del acero

El acero es una aleación de hierro y carbono que contieneotros elementos de aleación, los cuales le confieren pro-piedades mecánicas específicas para su utilización en laindustria metalmecánica.Los otros principales elementos de composición son elcromo, wolframio, manganeso, níquel, vanadio, cobalto,molibdeno, cobre, azufre y fósforo. A estos elementosquímicos que forman parte del acero se les llama com-ponentes, y a las distintas estructuras cristalinas o com-binación de ellas constituyentes.Los elementos constituyentes, según su porcentaje, ofre-cen características específicas para determinadas aplica-ciones, como herramientas, cuchillas, soportes, etcétera.La diferencia entre los diversos aceros, tal como se ha di-cho depende tanto de la composición química de la alea-ción de losmismos, como del tipo de tratamiento térmico.

2 Tratamientos térmicos del acero

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasosfundamentales para que pueda alcanzar las propiedadesmecánicas para las cuales está creado. Este tipo de pro-cesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de unmetal en su estado sólido para cambiar sus propiedadesfísicas. Con el tratamiento térmico adecuado se puedenreducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incre-mentar la tenacidad o producir una superficie dura con uninterior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos con-siste en las reacciones que se producen en el material, tan-to en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocu-rren durante el proceso de calentamiento y enfriamientode las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.Para conocer a que temperatura debe elevarse el metalpara que se reciba un tratamiento térmico es recomenda-ble contar con los diagramas de cambio de fases como eldel hierro-carbono. En este tipo de diagramas se especi-fican las temperaturas en las que suceden los cambios defase (cambios de estructura cristalina), dependiendo delos materiales diluidos.Los tratamientos térmicos han adquirido gran importan-cia en la industria en general, ya que con las constantesinnovaciones se van requiriendo metales con mayores re-sistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los princi-pales tratamientos térmicos son:

• Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la re-sistencia del acero. Para ello, se calienta el acero auna temperatura ligeramente más elevada que la crí-tica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luegomás o menos rápidamente (según características dela pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.

• Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente tem-plados, para disminuir ligeramente los efectos del

temple, conservando parte de la dureza y aumentarla tenacidad. El revenido consigue disminuir la du-reza y resistencia de los aceros templados, se elimi-nan las tensiones creadas en el temple y se mejorala tenacidad, dejando al acero con la dureza o resis-tencia deseada. Se distingue básicamente del templeen cuanto a temperatura máxima y velocidad de en-friamiento.

• Recocido: Consiste básicamente en un calentamien-to hasta la temperatura de austenización (800-925°C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tra-tamiento se logra aumentar la elasticidad, mientrasque disminuye la dureza. También facilita el meca-nizado de las piezas al homogeneizar la estructura,afinar el grano y ablandar el material, eliminando laacritud que produce el trabajo en frío y las tensionesinternas.

• Normalizado: Tiene por objetivo dejar un materialen estado normal, es decir, ausencia de tensiones in-ternas y con una distribución uniforme del carbono.Se suele emplear como tratamiento previo al templey al revenido.

3 Tratamientos termoquímicos delacero

Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmi-cos en los que, además de los cambios en la estructura delacero, también se producen cambios en la composiciónquímica de la capa superficial, añadiendo diferentes pro-ductos químicos hasta una profundidad determinada. Es-tos tratamientos requieren el uso de calentamiento y en-friamiento controlados en atmósferas especiales.Entre los objetivos más comunes de estos tratamientosestán aumentar la dureza superficial de las piezas dejan-do el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamientoaumentando el poder lubrificante, aumentar la resistenciaal desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar laresistencia a la corrosión.

• Cementación (C): aumenta la dureza superficial deuna pieza de acero dulce, aumentando la concentra-ción de carbono en la superficie. Se consigue tenien-do en cuenta el medio o atmósfera que envuelve elmetal durante el calentamiento y enfriamiento. Eltratamiento logra aumentar el contenido de carbonode la zona periférica, obteniéndose después, por me-dio de temples y revenidos, una gran dureza super-ficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en elnúcleo.

• Nitruración (N): al igual que la cementación, au-menta la dureza superficial, aunque lo hace enmayormedida, incorporando nitrógeno en la composiciónde la superficie de la pieza. Se logra calentando el

Page 3: Tratamiento térmico

4.3 Designación de los estados metalúrgicos del aluminio 3

acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525°C, dentro de una corriente de gas amoníaco, másnitrógeno.

• Cianuración (C+N): endurecimiento superficial depequeñas piezas de acero. Se utilizan baños concianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican tem-peraturas entre 760 y 950 °C.

• Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración,introduce carbono y nitrógeno en una capa superfi-cial, pero con hidrocarburos como metano, etano opropano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono(CO). En el proceso se requieren temperaturas de650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y unrevenido posterior.

• Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia aldesgaste por acción del azufre. El azufre se incor-poró al metal por calentamiento a baja temperatura(565 °C) en un baño de sales.

4 Ejemplos de tratamientos

4.1 Endurecimiento del acero

El proceso de endurecimiento del acero consiste en el ca-lentamiento del metal de manera uniforme a la tempe-ratura correcta (ver figura de temperaturas para endure-cido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aireo en una cámara refrigerada. El endurecimiento produ-ce una estructura granular fina que aumenta la resistenciaa la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad. El ace-ro al carbono para herramientas se puede endurecer alcalentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquie-re aproximadamente entre los 790 y 830 °C, lo cual seidentifica cuando el metal adquiere el color rojo cerezabrillante. Cuando se calienta el acero la perlita se combi-na con la ferrita, lo que produce una estructura de granofino llamada austenita. Cuando se enfría la austenita demanera brusca con agua, aceite o aire, se transforma enmartensita, material que es muy duro y frágil.

4.2 Tratamiento térmico de las aleacionesde aluminio

Los tratamientos térmicos básicos de mejora de propie-dades de las aleaciones de aluminio son los tratamientosde precipitación. Constan de las etapas de puesta en so-lución, temple y maduración o envejecimiento. Tambiénse realizan tratamientos de recocido.

4.3 Designación de los estados metalúrgi-cos del aluminio

‘T’ – Tratamiento térmico (esto es, para aleaciones endu-recidas por maduración o envejecimiento) la “T” estarásiempre seguida por uno o más dígitos.F Estado bruto de fabricaciónT1 Enfriado desde una alta temperatura durante el pro-ceso de conformación y envejecido naturalmente.T2 Enfriado desde una alta temperatura durante el pro-ceso de conformación, trabajado en frío y envejecido na-turalmente.T3 Tratamiento térmico de solución, trabajado en frío yenvejecido naturalmente.T4 Tratamiento térmico de solución y envejecido natu-ralmente.T5 Enfriado desde una alta temperatura durante el pro-ceso de conformación y envejecido artificialmente.T6 Tratamiento térmico de solución y luego envejecidoartificialmente.T7 Tratamiento térmico de solución y luego envejecidoartificialmente.T8 Tratamiento térmico de solución, trabajado en frío yenvejecido artificialmente.T9 Tratamiento térmico de solución, envejecido artifi-cialmente y trabajado en frío.Se pueden añadir uno o más dígitos desde T1 a T9 paraindicar variaciones del temple. T351 Tratamiento térmicode solución, estirado controlado para aliviar tensiones. Elaluminio no recibe ningún enderezamiento adicional trasel estirado. Se aplica a chapas, varillas y barras laminadaso terminadas en frío, forjados a estampa o en prensa deproductos anulares y anillos laminados sin soldadura.T3510 Tratamiento térmico de solución, estirado contro-lado para aliviar tensiones y envejecido naturalmente. Elaluminio no recibe ningún enderezamiento adicional trasel estirado. Se aplica a varillas, barras, perfiles y tubosextruidos y tubos estirados.T3511 Como el T3510, pero también se refiere a pro-ductos que podrían recibir un leve enderezamiento trasel estirado para cumplir con las tolerancias estándar.T352 Se aplica a productos tratados por compresión paraaliviar tensiones después del tratamiento térmico de so-lución o después de ser enfriados desde un proceso detrabajo en caliente para producir una deformación rema-nente del 1 al 5%.T651 Tratamiento térmico de solución, estirado controla-do para aliviar tensiones y luego envejecido artificialmen-te. El aluminio no recibe ningún enderezamiento adicio-nal tras el estirado.T6510 Tratamiento térmico de solución, estirado contro-

Page 4: Tratamiento térmico

4 4 EJEMPLOS DE TRATAMIENTOS

lado para aliviar tensiones y luego envejecido artificial-mente. El aluminio no recibe ningún enderezamiento adi-cional tras el estirado.T6511 Como el T6510, salvo que se permite un leve en-derezamiento tras el estirado para cumplir con las tole-rancias estándar.T73 Tratamiento térmico de solución y luego sobreenve-jecido artificialmente para obtener la mejor resistencia ala corrosión por tensiones.T732 Tratamiento térmico de solución y luego sobreen-vejecido artificialmente para obtener la mejor resistenciaa la corrosión por tensiones.T7651 Tratamiento térmico de solución, estirado contro-lado para aliviar tensiones y luego sobreenvejecido arti-ficialmente para obtener una buena resistencia a la corro-sión por exfoliación. El aluminio no recibe ningún ende-rezamiento adicional tras el estirado.T76510 Tratamiento térmico de solución, estirado con-trolado para aliviar tensiones y luego sobreenvejecido ar-tificialmente para obtener una buena resistencia a la co-rrosión por exfoliación. El aluminio no recibe ningún en-derezamiento adicional tras el estirado.T76511 Como el T76510, salvo que se permite un leveenderezamiento tras el estirado para cumplir con las to-lerancias estándar.

4.4 Temple y revenido: bonificado

Después que se ha endurecido el acero es muy quebradi-zo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con elmínimo golpe debido a la tensión interior generada por elproceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragili-dad se recomienda el temple del acero (en algunos textosa este proceso se le llama revenido y al endurecido tem-ple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo elacero aunque pierde algo de dureza. El proceso consisteen limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarlahasta la temperatura adecuada (ver tabla), para despuésenfriarla al intemperie en el mismo medio que se utilizópara endurecerla.

4.5 Recocido

El recocido es el tratamiento térmico que, en general, tie-ne como finalidad principal el ablandar el acero u otrosmetales, regenerar la estructura de aceros sobrecalenta-dos o simplemente eliminar las tensiones internas que si-guen a un trabajo en frío. (Enfriamiento en el horno). Estoes, eliminar los esfuerzos residuales producidos duranteel trabajo en frío sin afectar las propiedades mecánicas dela pieza finalizada, o puede utilizarse el recocido para eli-minar por completo el endurecimiento por deformación.En este caso, la parte final es blanda y dúctil pero sigueteniendo un acabado de superficie y precisión dimensio-

nal buenos. Después del recocido, se puede realizar untrabajo en frío adicional dado que la ductilidad se restau-ra; al combinar ciclos de repetición de trabajo en frío yrecocido, pueden alcanzarse deformaciones totales gran-des..El término “recocido” también se utiliza para describirotros tratamientos térmicos. Por ejemplo, los vidrios pue-den tratarse de manera térmica o recocerse para eliminarlos esfuerzos residuales presentes en el mismo. Los hie-rros y aceros pueden recocerse para maximizar sus pro-piedades, en este caso la ductilidad, aun cuando no se ha-ya trabajado con el material en frío.Existen 3 etapas consideradas como las más importantesen el proceso de recocido:

4.5.1 Recuperación

La microestructura original trabajada a bajas temperatu-ras está compuesta de granos que se encuentran deforma-dos que contienen un gran número de dislocaciones en-trelazadas unas con otras. Cuando se calienta primero elmetal, la energía térmica adicional permite que las dislo-caciones se muevan y formen los límites de una estructurasubgranular poligonizada. Lo anterior significa que con-forme el material se va calentando, las dislocaciones vandesapareciendo y a su vez los granos toman mayor tama-ño. Sin embargo, la densidad de las dislocaciones perma-nece virtualmente sin cambiar. Este tratamiento a tem-peratura baja elimina los esfuerzos residuales debidos altrabajo en frío sin ocasionar un cambio en la densidad delas dislocaciones y se le llama recuperación.Las propiedades mecánicas del metal permanecen rela-tivamente sin cambio alguno ya que no se reduce el nú-mero de todas las dislocaciones que se presentan duranteesta etapa. Dado que se reducen o incluso se eliminanlos esfuerzos residuales cuando se reacomodan las dis-locaciones, a la recuperación con frecuencia la podemosllamar recocido de alivio de esfuerzos. Además, la recu-peración restaura la conductividad eléctrica elevada delmaterial, lo que permitiría fabricar alambres los cualespodrían usarse para transmitir energía eléctrica, los cua-les aparte de tener alta conductividad serían resistentes.Por último, la recuperación frecuentemente agiliza la re-sistencia a la corrosión de los materiales...

4.5.2 Recristalización

Cuando se somete a muy altas temperaturas un metal tra-bajado en frío previamente, la recuperación rápida elimi-na los esfuerzos residuales y produce la estructura de lasdislocaciones poligonizadas. Durante este instante ocurrela formación de núcleos de pequeños granos en los límitesde las celdas de la estructura poligonizada, eliminando lamayoría de las dislocaciones. Debido a que el número dedislocaciones se reduce en grande escala, el metal recris-talizado tiene una resistencia baja pero una gran ductili-

Page 5: Tratamiento térmico

4.6 Cementado 5

dad. Se denomina como temperatura de recristalizacióna la temperatura a la cual aparece una microestructura degranos nuevos que tienen pocas dislocaciones. Recrista-lización es el proceso durante el cual se forman granosnuevos a través del tratamiento térmico a un material tra-bajado en frío. La temperatura de recristalización depen-de de varias variables, por lo tanto no es una temperaturafija.

4.5.3 Crecimiento de granos

Cuando las temperaturas aplicadas en el recocido sonmuy altas, las etapas de recuperación y de recristaliza-ción ocurren de una forma más rápida, produciéndose asíuna estructura de granos más fina. Si la temperatura eslo bastante alta, los granos comienzan a crecer, con gra-nos favorecidos que eliminan a los granos que son máspequeños. Este fenómeno, al cual se le puede denominarcomo crecimiento de granos, se lleva a cabo por mediode la reducción en el área de los límites de los granos.En la mayoría de los materiales ocurrirá el crecimientode grano si se mantienen a una temperatura lo suficien-temente alta, lo cual no se encuentra relacionado con eltrabajo en frío. Esto quiere decir que la recristalización ola recuperación no son indispensables para que los granospuedan crecer dentro de la estructura de los materiales.Los materiales cerámicos que presentan un endureci-miento casi nulo muestran una cantidad considerable decrecimiento de granos. Asimismo, puede ocurrir un cre-cimiento anormal de granos en algunos materiales comoresultado de una formación de fase líquida.

4.5.4 Tipos de recocido

4.5.5 Recocido de homogeneización

En el recocido de homogeneización, propio de los ace-ros hipoeutectoides, la temperatura de calentamiento esla correspondiente a A3+200 °C sin llegar en ningún ca-so a la curva de sólidos, realizándose en el propio hornoel posterior enfriamiento lento, siendo su objetivo princi-pal eliminar las heterogeneidades producidas durante lasolidificación.

4.5.6 Recocido de regeneración

También llamado normalizado, tiene como función rege-nerar la estructura del material producido por temple oforja. Se aplica generalmente a los aceros con más del0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcen-taje de C sólo se les aplica para finar y ordenar su estruc-turaEjemplo:Después de un laminado en frío, donde el grano quedaalargado y sometido a tensiones, dicho tratamiento de-

vuelve la microestructura a su estado inicial.

4.5.7 Recocido de globulización

Usado en aceros hipoeutectoides para ablandarlos des-pués de un anterior trabajo en frío. Por lo general se deseaobtener globulización en piezas como placas delgadas quedeben tener alta embutición y baja dureza. Los valoresmás altos de embutición por lo general están asociadoscon la microestructura globulizada que solo se obtiene enun rango entre los 650 y 700 grados centígrados. Tem-peraturas por encima de la crítica producen formaciónde austenita que durante el enfriamiento genera perlita,ocasionando un aumento en la dureza no deseado. Por logeneral piezas como las placas para botas de proteccióndeben estar globulizadas para así obtener los dobleces ne-cesarios para su uso y evitar rompimiento o agrietamien-to. Finalmente son templadas para garantizar la dureza.Es usado para los aceros hipereutectoides, es decir conun porcentaje mayor al 0,89 % de C, para conseguir lamenor dureza posible que en cualquier otro tratamiento,mejorando la maquinabilidad de la pieza. La temperaturade recocido está entre AC3 y AC1.

Ejemplo El ablandamiento de aceros aleados para he-rramientas de más de 0.8% de C.

4.5.8 Recocido de subcrítico

Para un acero al carbono hipoeutectoide: La microestruc-tura obtenida en este tratamiento varía según la tempera-tura de recocido. Por lo general las que no excedan los600 grados liberarán tensiones en el material y ocasiona-ran algún crecimiento de grano (si el material previamen-te no fue templado). Generalmente mostrando Ferrita-Perlita. Por encima de los 600 y bajo los 723 se hablade recocido de globulización puesto que no sobrepasa latemperatura crítica. En este caso no hay grano de perli-ta, los carburos se esferoidizan y la matriz es totalmenteferrítica. Se usa para aceros de forja o de laminación, pa-ra lo cual se usa una temperatura de recocido inferior aAC1, pero muy cercana. Mediante este procedimiento sedestruyen las tensiones internas producidas por su moldeoy mecanización. Comúnmente es usado para aceros alea-dos de gran resistencia, al Cr-Ni, Cr-Mo, etcétera. Esteprocedimiento es mucho más rápido y sencillo que losantes mencionados, su enfriamiento es lento.

4.6 Cementado

Consiste en el endurecimiento de la superficie externa delacero al bajo carbono, quedando el núcleo blando y dúc-til. Como el carbono es el que genera la dureza en losaceros en el método de cementado se tiene la posibili-dad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros debajo contenido de carbono antes de ser endurecido. El

Page 6: Tratamiento térmico

6 7 ENLACES EXTERNOS

carbono se agrega al calentar al acero a su temperaturacrítica mientras se encuentra en contacto con un materialcarbonoso. Los tres métodos de cementación más comu-nes son: empacado para carburación, baño líquido y gas.

4.7 Carburización por empaquetado

Este procedimiento consiste en meter al material de ace-ro con bajo contenido carbónico en una caja cerrada conmaterial carbonáceo y calentarlo hasta 900 a 927 °C du-rante 4 a 6 horas. En este tiempo el carbono que se en-cuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza aendurecer. Cuanto más tiempo se deje a la pieza en lacaja con carbono de mayor profundidad será la capa du-ra. Una vez caliente la pieza a endurecer a la temperaturaadecuada se enfría rápidamente en agua o salmuera. Paraevitar deformaciones y disminuir la tensión superficial serecomienda dejar enfriar la pieza en la caja para poste-riormente sacarla y volverla a calentar entre 800 y 845°C (rojo cereza) y proceder al enfriamiento por inmer-sión. La capa endurecida más utilizada tiene un espesorde 0,38 mm, sin embargo se pueden tener espesores dehasta 0.4 mm.

4.8 Carburización en baño líquido

El acero a cementar se sumerge en un baño de cianuro desodio líquido. También se puede utilizar cianuro de po-tasio pero sus vapores son muy peligrosos. Se mantienela temperatura a 845 °C durante 15 minutos a 1 hora, se-gún la profundidad que se requiera. A esta temperaturael acero absorberá el carbono y el nitrógeno del cianu-ro. Después se debe enfriar con rapidez al acero en aguao salmuera. Con este procedimiento se logran capas conespesores de 0,75 mm.

4.9 Carburización con gas

En este procedimiento se utilizan gases carburizantes pa-ra la cementación. La pieza de acero con bajo conteni-do carbónico se coloca en un tambor al que se introducegas para carburizar como derivados de los hidrocarburoso gas natural. El procedimiento consiste en mantener alhorno, el gas y la pieza entre 900 y 927 °C. después de untiempo predeterminado se corta el gas carburizante y sedeja enfriar el horno. Luego se saca la pieza y se recalien-ta a 760 °C y se enfría con rapidez en agua o salmuera.Con este procedimiento se logran piezas cuya capa duratiene un espesor hasta de 0,6 mm, pero por lo regular noexceden de 0,7 mm.

4.10 Carburado, cianurado y nitrurado

Existen varios procedimientos de endurecimiento super-ficial con la utilización del nitrógeno y cianuro a los que

por lo regular se les conoce como carbonitrurado o cianu-rado. En todos estos procesos con ayuda de las sales delcianuro y del amoníaco se logran superficies duras comoen los métodos anteriores.

5 Véase también• Proceso de fabricación

• Endurecimiento (metalurgia)

• Recocido por cortocircuito

6 Referencias

Askeland, Ronald R. (2011). «8». Ciencia e ingeniería demateriales (6° edición). México D.F: Cengage Learning.pp. 308–311.

7 Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multi-media sobre Tratamiento térmico. Commons

• Revista gratuita en línea, de tratamientos térmicos.

• Introducción a los tratamientos térmicos.

• Tratamientos térmicos.

Page 7: Tratamiento térmico

7

8 Text and image sources, contributors, and licenses

8.1 Text• Tratamiento térmico Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento%20t%C3%A9rmico?oldid=81498657 Colaboradores: Speedy-Gonzalez, Lourdes Cardenal, Rosarino, Dodo, Tano4595, Feliciano, Magister Mathematicae, Spayder26, Joanolo, Yrbot, BOT-Superzerocool, Maleiva, Sieben, Marb, Santiperez, Ppja, Maldoror, Tomatejc, Tamorlan, BOTpolicia, CEM-bot, Emilio Juanatey, Davius,Antur, Fsd141, Thijs!bot, Botones, Isha, Rrmsjp, Ingolll, Homo logos, Yagamichega, CommonsDelinker, HiTe, Humberto, Amanuen-se, Pólux, Technopat, Matdrodes, BlackBeast, Muro Bot, Chekodigo, Mjollnir1984, SieBot, Mushii, PaintBot, Rizzen, Loveless, Carmin,Cousteau, Mar925, Carvas, Javierito92, HUB, DragonBot, Eduardosalg, Leonpolanco, Walter closser, Poco a poco, Laureano55, UA31,AVBOT, Angel GN, Diegusjaimes, Arjuno3, EdBever, Todave56, Vic Fede, 4WD, SuperBraulio13, Eromanm, Manuelt15, Jkbw, Ricar-dogpn, Enric martin, RubiksMaster110, Adrignola, Leugim1972, Ganímedes, AVIADOR, Ayrtonbavio, Martinalmina, JABO, Sanya3,Acratta, Vetranio, Elvisor, Nayevil, Lorenzo Asencio Calzada, Helmy oved, Gianpiero131, Legobot, Lin alonso, Frangallee, Addbot, Ba-lles2601, JacobRodrigues, Jarould y Anónimos: 189

8.2 Images• Archivo:Commons-logo.svg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public domainColaboradores: This version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions used to be slightlywarped.) Artista original: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version, created byReidab.

• Archivo:Heat-Treating-Furnace.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Heat-Treating-Furnace.jpg Licen-cia: CC-BY-SA-3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Ichudov

8.3 Content license• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0