Casi todos los tratamientos térmicos de aceros comienzan con un

TRATAMIENTOS BÁSICOS DE
ACEROS AL CARBONO
Casi todos los tratamientos
térmicos de aceros comienzan con un
tratamiento térmico de austenización, es
decir,
calentándolos
hasta
una
temperatura superior a la crítica para
que su estructura sea completamente
austenítica.
La velocidad de calentamiento
desde la temperatura ambiente hasta la
temperatura de austenización no tiene
gran efecto en la estructura final, pero
se debe tener cierto cuidado en el caso
de materiales que han sido previamente
deformados en frío, ya que para evitar
fisuras es necesario calentarlos más
lentamente que los materiales que no
han sido endurecidos por trabajo
mecánico, por que un calentamiento
rápido puede liberar tensiones en forma
rápida y no homogénea y producir
muchas fisuras. En términos generales
se puede decir que cuanto más lento y
uniforme es el calentamiento, menor
será el daño que puede sufrir el
material.
carbono, ya que la austenita resultante
deberá
ser
homogénea
en
concentración.
Industrialmente se conoce como
A3 la línea que marca el comienzo de la
descomposición austenítica en los
aceros hipoeutectoides, mientras que la
línea Acm es el comienzo de la
descomposición austenítica en los
aceros
hipereutectoides,
y
esta
denominación proviene de la separación
de la cementita.
La línea que marca el final de la
descomposición austenítica se llama A1.
NORMALIZACION
ACEROS
LOS
El normalizado se define como
un calentamiento hasta una temperatura
conveniente, por encima del rango de
transformación,
un
cocido
o
permanencia a dicha temperatura,
seguido de un enfriamiento en el aire
hasta una temperatura suficientemente
por debajo del rango de transformación.
Un
buen
normalizado requiere:
La temperatura de austenización
varía con la concentración de carbono
del acero pero, como regla general, se
elige la temperatura a 50° C por encima
de
la
temperatura
crítica
correspondiente a la composición de la
aleación. El tiempo de duración de la
austenización varia con la temperatura
elegida y con la concentración de
DE
proceso
de
1.
Que la pieza tratada sea
calentada uniformemente a una
temperatura suficientemente alta
como
para
alcanzar
la
transformación
completa de la
ferrita y cementita a austenita.
2.
Que permanezca a esta
temperatura
un
tiempo
suficientemente largo como para
alcanzar
la
uniformidad
de
temperatura a través de toda su
masa.
3.
Que se permita el
enfriamiento en aire quieto, de
manera uniforme.
Una disminución en la velocidad
de
enfriamiento
convertirá
un
tratamiento de normalización en un
tratamiento de recocido. El aumento en
la velocidad de enfriamiento cambia el
tratamiento de normalizado en un
tratamiento de temple.
Un normalizado puede ablandar,
endurecer o relevar tensiones en un
acero, dependiendo esto de la condición
del material antes del normalizado.
Los objetivos de un normalizado
pueden ser:
mecánicas,
físicas
determinadas.
o
químicas
En el caso de aleaciones
ferrosas se entiende por recocido
cuando no se hacen otras aclaraciones,
a un recocido completo. Se define por
recocido completo a una austenización
seguida de un enfriamiento lento a
través del rango de transformación.
1. Refinar le grano y homogeneizar
la microestructura para mejorar
la respuesta del acero en una
operación de endurecimiento por
temple.
2. Mejorar las características de
maquinabilidad del acero.
3. Alcanzar,
en
general,
las
propiedades
mecánicas
deseadas.
Para muchos fines se especifica
que el acero sea enfriado en el horno
desde la temperatura de recocido.
TEMPLE DE LOS ACEROS
El temple del acero es un
enfriamiento rápido a partir de la
temperatura
de
austenización.
Usualmente esto se realiza por
inmersión de la pieza en agua o aceite
y, a veces, se usa aire forzado.
Aunque el procedimiento se
aplica para mejorar las propiedades
mecánicas, el normalizado en aceros
hipereutectoides puede incluir la
formación de cementita a los límites de
grano, causando un deterioro en las
propiedades mecánicas.
RECOCIDO DE LOS ACEROS
Los aceros se recuecen para
reducir
la
dureza,
mejorar
la
maquinabilidad, facilitar el trabajo en
frío, producir una microestructura
particular o para obtener propiedades
Como resultado del temple se
desarrollan estructuras martensíticas
aceptables y propiedades mecánicas
que deben cumplir especificaciones
mínimas luego del revenido.
Los resultados del temple
dependen de las características de
enfriamiento del medio de temple, así
como de la posibilidad del acero de ser
endurecido. Los resultados se pueden
cambiar variando la composición del
acero, el tipo de medio de temple, la
agitación o la temperatura del medio
templante.
Varios factores intervienen en el
mecanismo de temple:
• Condiciones internas de la pieza
que afectan la transmisión del
calor hacia la superficie.
• La superficie y otras condiciones
externas
que
afectan
la
remoción del calor.
• El potencial de remoción de
calor del fluido de temple a
temperaturas
y
presiones
normales.
• Cambios en el potencial de
extracción de calor del fluido
debido
a
condiciones
no
estándar
como
agitación,
temperatura o presión
El
movimiento
producido
externamente sobre el líquido de temple
tiene una influencia extremadamente
importante en las características de
transferencia de calor de un medio de
temple.
MEDIOS DE TEMPLE
AGUA
El agua y las soluciones
acuosas son los medios de temple más
baratos y se usan en todos los temples
en los cuales las piezas no se
distorsionan excesivamente y no se
fisuran al ser templadas.
Como medio de temple el agua
se aproxima a la velocidad de
enfriamiento máxima alcanzada por un
líquido. Entre otras ventajas, se obtiene
fácilmente, se puede eliminar sin
problemas de contaminación y es un
medio efectivo para quebrar las
cáscaras de óxido de la superficie de
las piezas que son templadas a partir de
hornos que no poseen atmósferas
protectoras.
Una desventaja del agua como
medio de temple es que su velocidad de
enfriamiento rápida persiste en la parte
más baja del rango de temperaturas, en
el cual se producen, generalmente, la
distorsión
y
las
fisuras.
En
consecuencia, el agua se usa sólo en el
temple de piezas simétricas y sencillas
de aceros de baja templabilidad, como
los aceros al carbón y de baja aleación.
SALMUERA
El término salmuera se aplica a
soluciones acuosas de sales como
cloruro de sodio o cloruro de calcio,
junto con aditivos especiales o
inhibidores de la corrosión.
Las salmueras presentan las
siguientes ventajas sobre el agua y aun
sobre el aceite:
1. La velocidad de enfriamiento es
más alta para el mismo grado de
agitación.
2. Las temperaturas son menos
críticas que para el agua, y por lo
tanto, requieren menor control.
3. La distorsión es menos severa.
Las desventajas que presentan
son:
1. Son corrosivas.
2. El costo es superior al agua.
3. El costo del proceso aumenta
debido a la necesidad de controlar
la composición de las soluciones.
ACEITES
Los aceites que se emplean en
el temple se pueden clasificar en dos
tipos: aceites convencionales y aceites
rápidos.
Un
aceite
de
temple
convencional, es aquel que no contiene
aditivos que alteren sus características
de enfriamiento. Los aceites de temple
rápidos son porciones de menor
viscosidad
y
contienen
aditivos
desarrollados
especialmente,
cuyo
efecto es proveer una velocidad de
enfriamiento más rápida.
La temperatura óptima que se
debe mantener en un baño de temple
de aceite puede ser influenciada por
varios factores:
a)
b)
c)
d)
El punto de inflamación del aceite.
Requerimientos de limpieza.
Control de la distorsión.
Requerimientos de dureza.
El punto de inflamación indica el
limite máximo de temperatura de
operación para un aceite de temple. Por
razones de seguridad se estipula, que
el aceite debe de estar a una
temperatura de 65° C por debajo de su
punto de inflamación, previa al temple.
Los endurecimientos con aceites
limpios requieren que el aceite de
temple mantenga la característica de no
manchar la superficie. Esto se logra
manteniendo la temperatura del aceite
baja, a fin de minimizar la oxidación y la
degradación del aceite o ambas. Por
otro lado, las temperaturas altas
minimizarán la distorsión.