Temple[editar]

El temple es un proceso mecánico por el cual las aleaciones de acero y el hierro fundido se

fortalecen y endurecen. Estos metales constan de metales ferrosos y aleaciones. Esto se

realiza calentando el material a una cierta temperatura, dependiendo del material, y luego

enfriándolo rápidamente. Esto produce un material más duro por cualquiera de endurecimiento

superficial o a través de endurecimiento que varía en la velocidad a la que se enfría el

material. El material es entonces a menudo revenido para reducir la fragilidad que puede

aumentar por el rápido enfriamiento del proceso de endurecimiento. Los temas que pueden

ser templados incluyen engranajes, ejes y bloques de desgaste.

Proceso[editar]

El temple de metales es una progresión: El primer paso está absorbiendo el metal, es decir,

calentamiento a la temperatura requerida. El remojo se puede hacer por vía aérea (horno de

aire), o un baño. El tiempo de remojo en hornos de aire debe ser de 1 a 2 minutos para cada

milímetro de sección transversal. Para un baño el tiempo puede variar un poco más alto. La

asignación de tiempo recomendado en baños de sales o de plomo es de 0 a 6 minutos. Se

debe evitar a toda costa el calentamiento desigual o el recalentamiento. La mayoría de los

materiales se calientan desde cualquier lugar a 815 a 900 °C.

El siguiente paso es el enfriamiento de la pieza. El agua es uno de los medios de enfriamiento

más eficientes, donde se adquiere la máxima dureza, pero hay una pequeña posibilidad de

que se causen deformaciones y pequeñas grietas. Cuando se puede sacrificar la dureza se

utilizan aceites de ballena, de semilla de algodón o minerales. Estos tienden a oxidarse y

formar un lodo, que consecuentemente disminuye la eficiencia. La velocidad de enfriamiento

(velocidad de enfriamiento) de aceite es mucho menor que el agua. Tasas intermedias entre el

agua y el aceite se puede obtener con agua que contiene 10-90 % UCON de Dow Chemical

Company, una sustancia con una solubilidad inversa que por lo tanto, los depósitos en el

objeto para ralentizar la velocidad de enfriamiento.

Para minimizar la distorsión, las piezas cilíndricas largas se templan verticalmente; las piezas

planas en el borde, y las secciones gruesas deben entrar primero en el baño. El baño se agita

para evitar las burbujas de vapor.

Efectos del temple[editar]

Antes de endurecer el material, la microestructura del material es una estructura de grano

de perlita que es uniforme y laminar. La perlita es una mezcla de ferrita y cementitaformada

cuando el acero o hierro fundido se fabrican y se enfría a una velocidad lenta. Después de

enfriamiento rápido endurecimiento, la microestructura de la forma material

en martensita como una estructura fina, grano de aguja.1

Calentamiento[editar]

Equipos[editar]

Hay tres tipos de hornos que se utilizan comúnmente en temple: horno baño de sal,2 horno

continuo,3 y la caja de horno. Cada uno se utiliza en función de lo que otros procesos o tipos

de temple se está haciendo en los diferentes materiales.

Velocidad de calentamiento[editar]

El calentamiento debe ser gradual para evitar grietas y tensiones térmicas.

Protección al calentar[editar]

Se debe evitar la oxidación y descarburación de las pieza a templar.

sólidos (virutas de fundición de hierro, carbón), adecuado en hornos eléctricos, para

aceros al carbono, de baja aleación de hasta 0,6 % de C cromo, alta y temperatura de

endurecimiento inferior a 1050 °C ;

sustancias líquidas ( sales fundidas) para piezas de valor, como herramientas de corte o

partes de máquinas, que requieren uniformidad y exactitud de calefacción;

sustancia gaseosa (CO, CO2, H2, N2, los gases inertes para la remuneración a gran

escala, un caso particular es el vacío .

Temperatura de calentamiento[editar]

Se debe tener cuidado en subir la temperatura (para aumentar la velocidad de austenización )

porque se puede producir sobrecalentamiento del grano cristalino, con quema de los bordes

de los granos que produce infiltración de oxígeno, oxidación, descarburación, fragilidad

excesiva de martensita, retención de austenita. En consecuencia, la temperatura depende del

medio de enfriar utilizado: 30 °C mayor que Ac3 si se trata de agua, 50 °C mayor si es aceite y

70 °C si es aire.

Medios de enfriamiento[editar]

Cuando se temple, hay muchos tipos de sustancias donde enfriar. Algunos de los más

comunes son: aire, las sales fundidas, el aceite salmuera (agua salada) y el agua. Estos

medios se utilizan para aumentar la severidad del enfriamiento.4

La exposición a fluidos deben asegurar:

Una velocidad de enfriamiento de alta en el intervalo A1 - Ms para evitar la formación

de perlita o bainita;

Una modesta velocidad gama Ms - Mf (pero no demasiado baja para evitar la creación

excesiva austenita); esta propiedad es proporcional a la diferencia entre la temperatura del

fluido y su punto de ebullición;

El líquido no debe descomponerse en contacto con el metal caliente.

Hay que distinguir dos tipos de fluidos los que no hierven: aire y sales fundidas, y los que

hierven. En los primeros el enfriamiento es relativamente uniforme, pero en los líquidos

refrigerantes que hierven se producen tres etapas:

En el primer contacto del medio con la pieza se forma una película de vapor que aísla la

pieza (Efecto Leidenfrost), lo que provoca un enfriamiento relativamente lento.

Cuando la película se rompe, el líquido nuevo toca la pieza de trabajo, que absorbe el

calor latente de evaporación y, por tanto alcanza la máxima eliminación de la energía.

Por debajo de la temperatura de ebullición, hay una disminución en la eliminación de calor

.

El agua es el medio de enfriamiento más extendida, especialmente para aceros al carbono y

algunos aceros de baja aleación, pero no es el fluido ideal. Su acción puede mejorarse con la

adición de sustancias que elevan el punto de ebullición, por ejemplo con NaCl o NaOH.

El aceite mineral es adecuado para aceros aleados de baja y media, que es capaz de formar

austenita estable y luego transformada con una baja velocidad crítica de endurecimiento. Es

más cerca del fluido ideal, reduciendo la tensión interna y defectos del temple.

El aire se recomienda para alta aleación y las piezas complejas de baja o media aleación.

Las sales fundidas, adecuado para piezas relativamente pequeñas y de acero bien templado,

especialmente aconsejable en tratamientos sustitutivos de temple isotérmico.

Revenido

Revenido[editar]

Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.

Fines[editar]

Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un punto de mínima fragilidad.

Reducir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple.

Cambiar las características mecánicas, en las piezas templadas generando los siguientes

efectos:

Reducir la resistencia a la rotura por tracción, el límite elástico y la dureza.

Elevar las características de ductilildad; alargamiento estricción y las de tenacidad;

resilencia.

Tipos de revenido[editar]

Baja temperatura o eliminación de tensiones.

Finalidad : Reducir tensiones internas del material templado, sin reducir la dureza.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de

calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 200°C a 300°C,

mantener la temperatura constante (dependiendo del espesor de la pieza), sacar la

pieza del horno y enfriarla, determinar la dureza final.

Alta temperatura o bonificación

Finalidad:Aumentar la tenacidad de los aceros templados

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de

calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 580°C a 630°C ,

mantener la temperatura constante, sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente

preferiblemente al aire, determinar la dureza final.

Estabilización

Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener

estabilidad dimensional.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la

pieza a 150°C , mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del

horno y enfriarla lentamente preferentemente al aire, determinar la dureza final.

Factores[editar]

Los factores que influyen en el revenido son los siguientes :

Temperatura

El tiempo de revenido

Velocidad de enfriamiento

Dimensiones de pieza

Fases del revenido[editar]

El revenido se hace en tres fases

Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.

El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450°C a 600°C, mientras que para los aceros de herramienta la temperatura de revenido es de 200°C a 350°C.

Mantenimiento de la temperatura

La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.

Enfriamiento

La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es convenientemente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al aire libre.

Tipos de horno[editar]

Horno de revenido - hasta 650°C

Horno de baño en sales - hasta 1000°C

Horno a combustión con carro automatizad

RecocidoEl recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.

Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir.1 2

Objetivos[editar]

Los objetivos del recocido son tanto eliminar las tensiones internas producidas por tratamientos anteriores (como el templado) como aumentar la plasticidad, la ductilidad y latenacidad del material. Con el recocido de los aceros también se pretende ablandar las piezas para facilitar su mecanizado o para conseguir ciertas especificaciones mecánicas. A su

vez, mediante el recocido, se disminuye el tamaño del grano y se puede producir una microestructura deseada controlando la velocidad a la que se enfría el metal.3

Etapas[editar]

El recocido se realiza en tres etapas: primero se calienta el material hasta la temperatura de recocido, después se mantiene la temperatura durante un tiempo determinado. Por último se deja enfriar el material lentamente. Se deben preparar debidamente las piezas que se vayan a recocer. Se debe eliminar la herrumbre y el óxido.4

Tipos de recocido[editar]

Recocido de eliminación de tensiones[editar]

Por medio de la deformación en frío se presentan tensiones en el material. Dichas tensiones pueden provocar deformaciones en las piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el metal entre 550 y 650ºC y manteniendo la temperatura durante 30-120 minutos. Después se refrigera de forma lenta.

Recocido de ablandamiento[editar]

Los materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9%) son difíciles de trabajar mediante arranque de viruta (torneado, fresado, etc) o mediante deformación en frío. Para ablandar el material puede hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre 650 y 750ºC tras lo cual se mantiene la temperatura durante 3-4 horas antes de disminuir lentamente su temperatura. Es habitual mantener una subida y bajada alternativa de la temperatura en torno a los 723ºC.

Gráfica del recocido normal

Recocido normal[editar]

Mediante el recocido normal se afina el grano de la estructura y se compensan las irregularidades de las piezas producidas por deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales como doblado, fundición, soldadura, etc. El procedimiento consiste en calentar a temperaturas entre 750 y 980ºC, conforme al contenido de carbono del material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar enfriar lentamente al aire.5

NormalizadoEl normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue

sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz. Es lo que llamamos perlita fina (observar un diagrama TTT, de la fase austenita y posteriormente realizar una isoterma a una temperatura determinada).

Factores que influyen[editar]

La temperatura de cristalización no debe sobrepasar mucho la temperatura crítica.

El tiempo al que se debe tener la pieza a esta temperatura deberá ser lo más corto

posible.

El calentamiento será lo más rápido posible.

La clase y velocidad de enfriamiento deberán ser adecuados a las características del

material que se trate.

Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios

en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la

capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad

determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados

en atmósferas especiales.

Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial

de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamientoaumentando el

poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o

aumentar la resistencia a la corrosión.

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.