Tratamiento de los metalesEl objeto de estos tratamientos es mejorar las propiedades mecnicas del acero bien mejorando su dureza y resistencia mecnica o bien aumentando su plasticidad para facilitar su conformado. Estos tratamientos no deben alterar de forma notable la composicin qumica de un metal. Se pueden distinguir cuatro clases diferentes de tratamientos: TRATAMIENTOS TRMICOS: Con este tipo de tratamiento, los metales son sometidos a procesos trmicos en los que no se vara su composicin qumica aunque s su estructura interna y, por tanto, sus propiedades. TRATAMIENTOS TERMOQUMICOS: Los metales son sometidos a enfriamientos y calentamientos, a la vez que se modifica la composicin de su capa externa. TRATAMIENTOS MECNICOS: Tienen por objeto mejorar las caractersticas de los metales por medio de deformacin mecnica, pudiendo realizarse en caliente o en fro. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES: Se mejoran las propiedades de la superficie de los metales sin alterar su composicin qumica. En este caso, a diferencia de los tratamientos termoqumicos, no es necesario someter el material a ningn proceso de calentamiento.

Clasificacin de los tratamientos:

TRATAMIENTOS TRMICOSConsisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento a las que se someten los metales para conseguir determinados cambios en su estructura cristalina (por ejemplo, el tamao del grano) sin que la composicin qumica resulte afectada. 4 tratamientos trmicos fundamentales: TempleConsiste en el calentamiento de un metal acompaado de un posterior enfriamiento de forma sbita. De este modo, se obtiene un metal muy duro y resistente mecnicamente a causa de su estructura cristalina deformada. El endurecimiento aportado por el temple se puede comparar al que se consigue por medio de la deformacin en fro. Tipos:- Temple escalonado o martempering: En aceros hipoeutectoides (con media o baja templabilidad) que requieran gran resistencia al desgaste (con este tratamiento se consigue ms profundidad de temple). Se obtiene martensita y es necesario despus realizar un revenido. El inconveniente es que es un tratamiento ms caro que el temple normal, ya que para mantener la temperatura constante se deben introducir las piezas en baos de sales.

- Temple baintico o austempering: En aceros hipoeutectoides. Se obtiene bainita y no hace falta realizar revenido despus.

- Patentado o patenting: En aceros de 0,3 a 0,85 % C para el estirado en alambres. (Se suele acompaar este tratamiento de un recocido de regeneracin cuando comienza a aparecer acritud en el proceso de trefilado). Se obtiene perlita fina.

Los cristales de acero que sufren transformaciones durante un tratamiento trmico son los siguientes:

Austenita: Si al acero lo calentamos a 1000 C, y lo enfriamos rpidamente, uno de los cristales que obtenemos es la austerita. Es una solucin slida de carburo de hierro, dctil y tenaz, blanda, poco magntica y resistente al desgaste.

Bainita. Es una mezcla difusa de ferrita y cementita, que se obtiene al transformar isomtricamente la austenita a una temperatura de 250 500 C.

Martensita. Es el constituyente de los aceros cuando estn templados, es magntica y despus de la cementita es el componente ms duro del acero.

Ferrita. Es hierro casi puro con impurezas de silicio y fsforo (Si-P). Es el componente bsico del acero.

Cementita. Es el componente ms duro de los aceros con dureza superior a 60Hrc con molculas muy cristalizadas y por consiguiente frgiles.Perlita. Compuesto formado por ferrita y cementita.-La posibilidad de templar un acero viene determinada por varios factores: 1. Composicin del acero. Influye el contenido en carbono2. Temperatura a la que hay que calentar. Normalmente 800 y 950 C3. Tiempo de calentamiento.4. Velocidad de enfriamiento.5. Caractersticas del medio donde se realiza el temple.6. Tamao y geometra de la muestra.

El temple del acero nunca constituye un tratamiento final debido a que la estructura martenstica obtenida, pese a ser muy dura, es al mismo a tiempo muy frgil. Por este motivo, una vez templado el acero, se le somete a tratamiento trmico de revenido con objeto de obtener una estructura ms dctil y tenaz. Los efectos de este tratamiento dependen de la temperatura y del tiempo de duracin del proceso. El tratamiento completo de temple ms revenido recibe el nombre de BONIFICADO. El bonificado es un tratamiento adecuado para aceros aleados o aquellos con un alto contenido en carbono.

REVENIDO-Se aplica exclusivamente a los metales templados y es, por lo tanto, un tratamiento complementario del temple. Con este tratamiento eliminamos la fragilidad y las tensiones creadas en la pieza.Consiste en calentar las piezas a una temperatura inferior a la del temple, consiguiendo que la martensita se transforme en una estructura ms estable, terminando con un enfriamiento rpido, dependiendo del tipo de material.La temperatura y el tiempo de calentamiento son los factores que ms influyen en el resultado del revenido. Como ste mejora las caractersticas mecnicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, esto ser tanto ms acusado cuanto ms elevada sea la temperatura de revenido.Hay que tener muy en cuenta que el revenido es fundamental para conseguir el adecuado temple y una buena tenacidad en las piezas.

NORMALIZADO

Este tratamiento confiere al acero una estructura y propiedades que arbitrariamente se consideran como normales y caractersticas de su composicin. Por medio de l, se eliminan tensiones internas y se uniformiza el tamao de grano. Se suelen someter a normalizado piezas que han sufrido trabajos en caliente, en fro, enfriamientos irregulares o sobrecalentamientos y tambin se utiliza en aquellos casos en los que se desean eliminar los efectos de un tratamiento anterior defectuoso. En este tratamiento, la velocidad de tratamiento no es lo suficientemente elevada como para formar martensita y la estructura resultante es perlita y ferrita o cementita de grano fino. Ferrita: Es hierro casi puro con impurezas de silicio y fsforo (Si-P). Es el componente bsico del acero.Cementita: Es el componente mas duro de los aceros con molculas muy cristalizadas y por consiguiente frgil. Perlita: Compuesto formado por ferrita y cementita.Es un tratamiento adecuado para los aceros con bajo contenido en carbono pues mejora sus propiedades mecnicas.

RECOCIDO

Consiste en calentar el acero a una cierta temperatura (similar a la del normalizado) y a continuacin someterlo a un enfriamiento muy lento (por lo general se apaga el horno y se deja que el material se enfre en su interior). El recocido se aplica al acero para ablandarlo y proporcionarle la ductilidad y maleabilidad para conformado plsticamente o darle su forma final por mecanizado. La diferencia entre los tratamientos de temple, normalizado y recocido estriba en la velocidad de enfriamiento que sirve para definir la dureza y la resistencia finales de la pieza.

TRATAMIENTOS TERMOQUMICOSConsisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento de metales que se complementan con la adicin de nuevos elementos en la superficie de las piezas, de manera que se modifica la composicin qumica superficial. Con estos tratamientos, se pretende mejorar las propiedades superficiales en los materiales en especial, su dureza y resistencia al desgaste y a la corrosin- sin modificar las propiedades en su interior. De esta forma, se pueden obtener piezas con una gran dureza superficial y cuyo interior conserve una elevada tenacidad. CEMENTACIN O CARBURACIN Consiste en aadir carbono, mediante difusin, a la superficie de un acero que presente un bajo contenido en este elemento (como mximo 0,2-0,3%) con objeto de aumentar su dureza superficial y conseguir una alta tenacidad en el ncleo. La cantidad de carbono depende de varios factores: -Composicin qumica inicial del acero.-Naturaleza de la atmsfera carburante. -Temperatura. -Tiempo de duracin del tratamiento. Es frecuente aplicar un tratamiento posterior de revenido para eliminar tensiones internas.

NITRURACIN Endurecimiento superficial del acero mediante la incorporacin de nitrgeno. La pieza que se pretende nitrurar se somete en un horno a una corriente de amoniaco a una temperatura prxima a 500 oC. A esta temperatura, se libera el nitrgeno del amoniaco que es absorbido superficialmente por el acero. Este nitrgeno forma nitruros con los elementos qumicos ( Al, Cr, V, W, Mo) del acero aleado, aumentado notablemente la dureza superficial del acero tratado. Antes de la nitruracin, las piezas se someten a temple y revenido para evitar un ablandamiento del ncleo de la pieza de acero a tratar. La nitruracin, adems de incrementar superficialmente la dureza de los aceros, los hace ms resistentes a la fatiga y a la corrosin. Por este motivo, se utiliza para endurecer piezas de maquinaria (vlvulas, bielas, cigeales, ) y tambin herramientas (brocas).

CARBONITRURACINEs un tratamiento intermedio entre la cementacin y la nitruracin con el que se consigue aumentar la dureza de los aceros por medio de la absorcin superficial de carbono y nitrgeno. La temperatura a la que se realiza el proceso es 750 C -800 C. La pieza a tratar se somete a una atmsfera rica en carbono, como en el caso de la cementacin, a la que se le aade nitrgeno en forma de amonaco. Los aceros a los que se les aplica este tipo de tratamiento son semejantes a los que se emplean en la cementacin (aceros con bajo contenido en carbono), no siendo necesaria la presencia de elementos formadores de nitruros, puesto que el endurecimiento se consigue por la accin combinada del carbono y del nitrgeno. La carbonitruracin se realiza mediante atmsferas gaseosas. Cuando se lleva a cabo por medio de baos lquidos recibe el nombre de CIANURACIN. Adems de a los aceros con bajo contenido en carbono, tambin se puede aplicar este tratamiento a aceros de medio y alto contenido en carbono con el fin de que adquieran una buena resistencia y dureza superficial.

SULFINIZACIN Consiste en aadir una pequea capa superficial a la pieza a tratar de azufre, nitrgeno y carbono (estos dos ltimos en menor cantidad), al introducir la pieza en un bao con sales de los anteriores elementos. La temperatura de este bao es prxima a 565 C. Con este tratamiento, aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los metales, disminuye su coeficiente de rozamiento y se favorece su lubricacin. Se aplica a herramientas que van estar sometidas a rozamiento.

TRATAMIENTOS MECNICOSSe trata de modificar la forma de un elemento metlico por deformacin plstica, aplicando al material una fuerza externa superior al lmite elstico del material. El conformado se puede realizar en fro o en caliente.

Conformado en calienteConformado en fro

Se generan grandes deformaciones conmenor aporte energticoMal acabado superficial (suelen sufriroxidacin)Mejora de las propiedades mecnicas(aumenta resistencia y reduceductilidad)Mejor acabado superficial

- Tratamientos mecnicos en caliente, tambin denominados forja. Consisten en calentar un metal a una temperatura determinada para, luego, deformarlo golpendolo fuertemente. Con esto se afina el tamao del grano y se eliminan del material sopladuras y cavidades interiores, con lo que se mejora su estructura interna.- Tratamientos mecnicos en fro. Consisten en deformar el metal a la temperatura ambiente, bien golpendolo, o por trefilado o laminacin. Estos tratamientos incrementan la dureza y la resistencia mecnica del metal y, tambin, acarrean una disminucin en su plasticidad.

Las tcnicas de conformado ms comunes son:

- Forja: conformado de una pieza golpendola fuertemente. La forja contribuye a la eliminacin de irregularidades en la pieza y al afino del grano.-Laminacin: consiste en pasar una preforma metlica entre dos rodillos, reduciendo el espesor de la pieza.-Extrusin: empleado para fabricar elementos tubulares que deben pasar por un orificio ms estrecho aplicando una fuerza de compresin mediante un mbolo.-Trefilado: empleado para fabricar alambres o piezas de pequeo dimetro, aplicando una fuerza de traccin a una pieza sujeta con mordazas.

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESMediante estos tratamientos se modifica la superficie de los metales sin variar su composicin qumica. A diferencia de los tratamientos termoqumicos, en este caso no es necesaria la aportacin de calor. Los ms utilizados son: CROMADO Recubrimiento de la superficie del acero con cromo mediante electrolisis o por difusin. Por medio del cromado, se disminuye el coeficiente de rozamiento y se incrementa la dureza superficial y la resistencia al desgaste del metal. En el caso de los aceros, el cromo potencia su resistencia frente a la corrosin. Para evitar que el cromo se combine con el carbono formando carburo de cromo, este tratamiento se aplica a aceros con contenido en carbono bajo o bien a aceros aleados con elementos formadores de carburos como Ti y Mn. METALIZACIN Se proyecta un metal fundido pulverizndolo sobre la superficie de otro, con lo cual este ltimo adquiere superficialmente las caractersticas del primero. Tiene por objeto proporcionar una proteccin contra la corrosin o mejorar sus propiedades superficiales.