8/6/2019 Proceso Del Temple

1/8

TEMPLE

INDICE

Introduccin__________________________________ 3

Tratamientos trmicos de acero___________________ 4

Temple ______________________________________ 5

Medio de temple_______________________________ 9

Revenido ____________________________________ 12

Conclusin ___________________________________ 16

Bibliografa ___________________________________17

INTRODUCCIN

El proceso bsico para endurecer el acero mediante tratamiento trmico consiste en calentar el metal hasta unatemperatura a la que se forma austenita, generalmente entre los 750 y 850 C, y despus enfriarlo con rapidezsumergindolo en agua o aceite. Este tratamiento trmico de endurecimiento, como el temple, que formanmartensita, crea grandes tensiones internas en el metal, que se eliminan mediante el revenido, que consiste envolver a calentar el acero hasta una temperatura menor. El revenido reduce la dureza y resistencia y aumentala ductilidad y la tenacidad.

El objetivo fundamental del proceso de tratamiento trmico es controlar la cantidad, tamao, forma ydistribucin de las partculas de cementita contenidas en la ferrita, que a su vez determinan las propiedadesfsicas del acero.

Hay muchas variaciones del proceso bsico. Los ingenieros metalrgicos han descubierto que el cambio deaustenita a martensita se produce en la ltima fase del enfriamiento, y que la transformacin se veacompaada de un cambio de volumen que puede agrietar el metal si el enfriamiento es demasiado rpido.

Hay tambin otros mtodos de tratamiento trmico para endurecer el acero. En la cementacin, las superficiesde las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrgeno. Estoscompuestos reaccionan con el acero y aumentan su contenido de carbono o forman nitruros en su capasuperficial.

TRATAMIENTOS TRMICOS DEL ACERO

El efecto de los tratamientos trmicos en el acero puede ser verdaderamente grande. Una piensa de aceropuede ser tan dura como para ser una herramienta de corte, y un sencillo tratamiento la volver a ser tanblanda que podr ser mecanizada en la forma deseada

Las propiedades fsicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de lacantidad de carbono y de su distribucin en el hierro. Antes del tratamiento trmico, la mayor parte de los

1

8/6/2019 Proceso Del Temple

2/8

aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita. La ferrita, blanda y dctil, es hierro conpequeas cantidades de carbono y otros elementos en disolucin. La cementita, un compuesto de hierro con el7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una profunda mezcla deferrita y cementita, con una composicin especfica y una estructura caracterstica, y sus propiedades fsicasson intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratadotrmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido encarbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% decarbono, est por completo compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono an mayor es una

mezcla de perlita y cementita. Al elevarse la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en unaforma alotrpica de aleacin de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la propiedad de disolvertodo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfra despacio, la austenita vuelve a convertirse enferrita y perlita, pero si el enfriamiento es repentino la austenita se convierte en martensita, una modificacinalotrpica de gran dureza similar a la ferrita pero con carbono en solucin slida.

TEMPLE

Temple, en metalurgia e ingeniera, proceso de baja temperatura en el tratamiento trmico del acero con el quese obtiene el equilibrio deseado entre la dureza y la tenacidad del producto terminado. Los artculos de aceroendurecidos calentndolos a unos 900 C y enfrindolos rpidamente en aceite o agua se vuelven duros y

quebradizos. Si se vuelven a calentar a una temperatura menor se reduce su dureza pero se mejora sutenacidad. El equilibrio adecuado entre dureza y tenacidad se logra controlando la temperatura a la que serecalienta el acero y la duracin del calentamiento. La temperatura se determina con un instrumento conocidocomo pirmetro; en el pasado se haca observando el color de la capa de xido que se formaba sobre el metaldurante el calentamiento.

Existen varios tipos de temple, clasificados en funcin del resultado que se quiera obtener y en funcin de lapropiedad que presentan casi todos los aceros llamada templabilidad (capacidad a la penetracin del temple),que a su vez depende, fundamentalmente, del dimetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero.

El trmino temple tambin se utiliza para describir un proceso de trabajo en fro que aumenta la dureza delmetal, sobre todo en el caso de aceros con bajo contenido en carbono y de metales no ferrosos.

El templado del acero se realiza en tres escalones: calentamiento a temperatura de temple, detencin a estatemperatura y enfriamiento rpido. El temple se consigue al alcanzar la temperatura de austenizacin yadems que todos los cristales que componen la masa del acero se transformen en cristales de austenita, yaque es la nica estructura constituyente del material que al ser enfriado rpidamente se transforma enmartensita, estructura que da la mxima dureza a un acero hipoeutectoide.

Los aceros inferiores a 0,3% de carbono no toman temple debido a que al ser enfriados rpidamente de latemperatura de austenizacin fijan estructuras no martensticas como por ejemplo: Perlita y Ferrita.

La temperatura de austenizacin es variable, dependiendo del porcentaje de carbono que contenga el acero.

De acuerdo con un diagrama de nombre Hierro Carbono se distingue una zona llamada hipoeutectoide a lacual pertenecen los aceros de porcentajes de carbono inferiores al 0,83% hasta 0,008% y otra superior a estasde nombre hipereutectoide.

TEMPERATURA DE TEMPLE O DE AUSTENIZACION

En el caso de los aceros hipoeutectoides la temperatura de austenizacin recomendada es de unos 30 gradosCelsius por encima de su temperatura critica superior, Ac3. Esta temperatura es la misma que se indica paraotro tratamiento trmico como es el recocido. Si el calentamiento se produce a temperaturas inferiores a A3,quedar sin transformarse cierta cantidad de ferrita proeutectoide; la cual despus del temple, dar origen a la

2

8/6/2019 Proceso Del Temple

3/8

existencia de puntos blandos y una dureza menor.

En los ordinarios de carbono hipereutectoides, la temperatura de austenizacin se encuentra normalmente laslneas Acm y A3 ( como se demuestra en el diagrama de hierro carbono ) La lnea Acm tiene una pendientetan pronunciada, que para que se disuelva toda la cementita proeutectoide, se requiere temperaturas muyelevadas con el consiguiente desarrollo del tamao de grano austentico y la formacin de una fase grosera yperjudicial que puede dar origen a la aparicin de grietas en el enfriamiento.

HOMOGENEIDAD DE LA AUSTENITA

Al hablarse de homogeneidad de la austenita, se refiere a la uniformidad que presentan los granos de austenitaen cuanto al contenido de carbono. Si se calienta un acero tipo hipoeutectoide a la temperatura de temple,,cuando por el calentamiento el acero atraviesa la lnea AC1, los granos de austenita formados portransformacin de la perlita, contendrn 0,8% de carbono. Al proseguir el calentamiento, la ferritaproeutectoide se disolver y los granos de austenita formados contendrn muy poco carbono por lo que,cuando se atraviesa la lnea Ac3 el contenido de carbono de los granos de austenita no ser igual en todosellos. En el Temple los granos de austenita ms pobres en carbono, como tienen una velocidad critica detemple elevada, tendern a transformarse en estructuras no martensticas; mientras que los de mayor contenidode carbono, al tener una velocidad critica de temple pequea, se transformaran en martenstica. Lo anterior da

lugar a que la micro estructura formada no sea uniforme y posea una dureza variable. Este inconvenientepuede evitarse calentando el material muy lentamente, con lo cual el carbono tiene suficiente tiempo paradifundir, obtenindose una micro estructura uniforme. Pero debido a la excesiva duracin de este proceso,hace que no sea aplicable industrialmente. Un proceso que resulta ms adecuado, consiste en mantener elmaterial en cierto tiempo a la temperatura de austenizacin, ya que a dicha temperatura el carbono se difundems rpidamente y las uniformidades logran al cabo de un breve periodo de tiempo. Sin embargo, como seestableci para el recocido, para tener la seguridad que el carbono sea difundido totalmente, es recomendablemantener el material a la temperatura de austenizacin una hora por pulgada de dimetro o espesor.

MARTENSITA.

Los aceros con alto contenido de carbono pueden asumir tres estructuras. El arreglo centrado en las caras tienetomos de carbono (esferas oscuras) entre los de hierro. A altas temperaturas el carbono se disuelve en elhierro (austenita). Si el material se enfra lentamente, los carbonos ya no caben y los cristales cambian unaestructura cbica centrada en el cuerpo (ferrita), en cambio, si se enfra rpidamente (templado), los tomos decarbono quedan atrapados en los intersticios y los cristales resultan ser tetragonales centrados en el cuerpo(martensita) que son ms duros que la ferrita.

Red cristalina de la fase martensita del acero. El carbono queda atrapado en una posicin donde no cabe en lared cbica centrada en el cuerpo, producindose as una distorsin elstica

Es un constituyente tpico de los aceros templados, se admite que esta formada por una solucin slidasobresaturada de carbono o hierro alfa

Se obtiene enfriando rpidamente los aceros

Tienen una resistencia de 170 a 250 kg/mm2

Una dureza de 50 a 60 Rockewell

Alargamiento 2.5 a 0.5 %

3

8/6/2019 Proceso Del Temple

4/8

Es magntico

Martensita fue dado por Osmond en honor de Martens .

MEDIO DE TEMPLE

A la vista del mecanismo de disipacin de calor, el medio de temple ideal sera aquel que fuera capaz decomunicar inicialmente al acero una velocidad de enfriamiento superior a la critica de tal forma que no haya

posibilidad que se realice transformacin en la zona correspondiente a la nariz perltica del diagrama TI, ydespus en la zona de temperaturas inferiores, una velocidad de enfriamiento pequeo para que no aparezcandeformaciones. Desgraciadamente no existe medio alguno que presente estas propiedades ideales.

As, en el agua y en las soluciones acuosas de sales inorgnicas se logran las etapas 1 y 2 velocidades inicialesde enfriamiento elevadas, pero lamentablemente estas se mantienen durante el enfriamiento a bajastemperaturas con el consiguiente peligro que aparezcan grietas y deformaciones. En los aceites de templesnormales, la etapa 1 o de enfriamiento por capa de vapor es ms larga, mientras que la 2 es ms corta, siendola velocidad de enfriamiento menor.

Los distintos medios de temple utilizados en la industria ordenados en funcin de la severidad de temple de

mayor a menor, son los siguientes:

Solucin acuosa con 10% de cloruro sdico (salmuera)Agua corrienteSales liquidas o fundidasSoluciones acuosas de aceite sulfonadoAceiteAire

CMO ELEGIR UNA ATMOSFERA ADECUADA PARA TRATAMIENTO TERMICO?

Hay muchos puntos involucrados en la eleccin de una correcta atmsfera para tratamiento trmico y estosson:

1) La Temperatura: La temperatura del horno es una importante variable del proceso ya que si sta no es losuficientemente alta para descomponer algunos compuestos de la mezcla gaseosa empleada no habradisponibilidad de CO y H2 en la atmsfera y por ende no cumplira su labor dicha atmsfera.

2) El Tiempo: El tiempo tiene un efecto sobre la reaccin dentro del horno, por ejemplo el acero puede toleraruna atmsfera decarburante por poco tiempo antes de perder carbono en la superficie.

3) La composicin del Material: La composicin del material es uno de los factores ms importantes paradeterminar la atmsfera correcta, por ejemplo para el carbono que contienen los materiales, el nivel decarbono en la atmsfera probablemente debe igualar el contenido de las piezas, esto es importante en losproceso en donde se involucre un carburizado o un decarburado.

4) El tipo de Horno: El mismo proceso, con el mismo material, con las mismas condiciones puede requeriratmsferas diferentes en hornos diferentes.En los hornos continuos hay zonas de alta temperatura y existen zonas donde pueden reaccionar los gases de

4

8/6/2019 Proceso Del Temple

5/8

la atmsfera.En hornos de lotes al principio y al final del proceso hay perodos de baja temperatura, es ah donde puedehaber riesgo de oxidacin.

5) Calidad Deseada: La calidad necesaria a la salida de un horno tambin juega un papel preponderante en laeleccin de una atmsfera por ejemplo a veces una ligera decarburacin es aceptable si las piezas van amaquinarse despus del tratamiento trmico.

Una calidad alta comnmente es ms costosa, por lo que es importante conocer cul es la norma de calidadaceptable y cuanta decarburacin u oxidacin puede tolerar el proceso.

6) La Pureza: Hay algunas aplicaciones que no requieren alta pureza de los gases, por ejemplo al carburar conN2 y Metanol, se puede emplear una pureza de 99.1% en procesos por lotes de recocido, sinterizado ybrazing, por otra parte se requiere alta pureza en aplicaciones donde el proceso es continuo.

En hornos continuos para recocido y brazing es posible usar 99.5% de pureza, pero frecuentemente se tienenproblemas durante el proceso.

Un nitrgeno con pureza inferior a 99.1% puede emplearse con una unidad deoxo en cualquier proceso,

siempre y cuando los flujos sean adecuados y no existan variaciones, es importante notar que una purezamenor de 99.1% no debera usarse directamente en el horno o como purga si se emplean gases flamables en elproceso.

PROBLEMAS Y CAUSAS QUE SE PRESENTAN EN EL TEMPLE DE LOS ACEROS

PROBLEMA CAUSA

Ruptura durante el enfriamiento

Enfriamiento muy drstico

Retraso en el enfriamiento Aceite contaminadoMala seleccin del AceroDiseo inadecuado

Baja dureza despus del temple

Temperatura de temple muy bajaTiempo muy corto de mantenimientoTemperatura muy alta o tiempos muy largosDecarburacin del AceroBaja velocidad de enfriamientoMala seleccin del acero (Templabilidad)

Deformacin durante el templeCalentamiento disparejoEnfriamiento en posicin inadecuadaDiferencias de tamao entre seccin y continuas

Fragilidad excesiva Calentamiento a temperatura muy altaCalentamiento irregular

REVENIDO

5

8/6/2019 Proceso Del Temple

6/8

8/6/2019 Proceso Del Temple

7/8

zona a revenir se encuentre a la misma temperatura, en consecuencia, en piezas de geometra simple, lostiempos de revenido suelen ser inferiores a los de piezas ms complicadas. Al final del calentamiento porinduccin, la pieza suele enfriarse al aire hasta una temperatura aprox. de 100C, por debajop de estatemperatura el proceso de revenido esta completado, luego el enfriamiento suele acelerarse mediante ducha oinmersin en un liquido.

OBJETIVOS DEL REVENIDO

Modifica las propiedades mecnicas: el acero que ha sido templado es muy resistente pero tiene pocaductilidad y tenacidad, pero si se vuelve a calentar a temperaturas comprendidas entre la temperatura ambientey 700C, y luego se enfra al aire, la dureza y la resistencia a la traccin disminuyen a medida que se eleva latemperatura del revenido y al mismo tiempo aumenta la ductilidad y la tenacidad. La resiliencia o resistenciaal choque, aumenta notablemente cuando el revenido se hace a temperaturas mayores que 450C.

Modifica las propiedades fsicas: loa aceros por efecto de las transformaciones que experimentan en elrevenido, en general se contraen pero tambin se

dilatan.

Modifica las propiedades qumicas: Estas modificaciones se deben a cambios de microestructuras que sedescomponen de la martensita que se obtiene en el temple y que se transforma en otros constituyentes masestables.

Doble revenido

Con el doble revenido se aumenta el rendimiento de las herramientas fabricadas con aceros rpidos y acerosde alto contenido en cromo, con esto se logra disminuir las tensiones internas antes de poner las herramientasen servicio, el acero se calienta a 550c aprox. Con esto la martensita queda revenida. La microestructura esuniforme y esta constituida por martensita revenida y en los aceros rpidos en la microestructura se presentancarburos complejos sin disolver.

CONCLUSIN

Definimos temple como el tratamiento trmico del acero en el que se le confiere mayor dureza resistencia a latraccin y elasticidad, mediante un enfriamiento rpido en agua, aceite o una corriente de aire, tras haberlocalentado a temperaturas superiores a la critica, transformando la austenita en martencita que es lamicroestructura de mayor dureza que puede alcanzar el acero. Pero un acero que sea demasiado duro se letiene que aplicar otro tratamiento trmico complementario del temple llamado revenido (templerevenido =bonificado) que consiste en calentar el metal que a sido templado a una temperatura definida y dejarlo enfriarlentamente, se utiliza para a los metales las propiedades primitivas que se perdieron al ser templadas.

Los objetivos del bonificado son, dar dureza y resistencia a la traccin requeridas segn la necesidad y al

mismo tiempo dar ductilidad y tenacidad para que tengan una optima maquinabilidad. Si es un acero de baloporcentaje de carbono la dureza mxima que alcanza es bajo y si tiene un alto porcentaje de carbono la durezaser increblemente alta, esto es gracias a la cantidad de carbono que posee el acero.

Los tratamientos mas comunes que se les aplica a los aceros son los ya mencionados, el recocido, elnormalizado y el endurecimiento superficial o cementacin.

BIBLIOGRAFA

Gran enciclopedia didctica ilustrada, HOMBRE Y MAQUINAS; editorial Salvat; edicin 1988; Barcelona

7

8/6/2019 Proceso Del Temple

8/8

Espaa.

Apraiz Tratamientos trmicos; editorial Dossat, edicin 1974, Madrid Espaa.

Temple del acero, editorial Aguilar, edicin 1972, Madrid Espaa

Intrenet www.temple.com , www.templerevenido.com .

Microsoft Encarta 2003.

Tecnologa de los oficios metalrgicos, editorial Reverte, edicin 1974, Barcelona Espaa.

8