Tratamientos trmicos de los aceros inoxidablesLos tratamientos trmicos en aceros inoxidables se realizan para producir cambios en las condiciones fsicas, propiedades mecnicas, nivel de tensiones residuales y restaurar la mxima resistencia a la corrosin. Frecuentemente en el mismo tratamiento se logra una satisfactoria resistencia a la corrosin y ptimas propiedades mecnicas.

Tratamientos trmicos de los aceros inoxidables austenticos

En base a la clasificacin anterior, se dividen en tres grupos: a) composiciones inestabilizadas: 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 316, y 317, b) composiciones estabilizadas, principalmente los tipos 321, 347 y 348, y c) grados de extra bajo carbono, tales como 304Ly 316L. En la carga del horno se debe tener en cuenta que su expansin trmica es alrededor del 50 % ms elevada que en los aceros al C; por ello, el espacio entre las piezas debe ser adecuadoTratamientos trmicos de los aceros inoxidables ferrticos.Los tipos 405, 430, 430 F, 430 F(Se), 442 y 446 no son apreciablemente endurecidos por temple pero desarrollan la mxima ductilidad, ablandamiento y resistencia a la corrosin en el estado de recocido, y este es el nico tratamiento trmico aplicable a las aleaciones ferrticas. Su objetivo es primariamente eliminar tensiones de soldadura o trabajado en fro. Adems se eliminan productos de transformacin desarrollados durante la soldadura, como fragilidad de 475C. Por ello, las temperaturas de recocido estn por encima de ese rango y debajo de aquellas a la cual pueda formarse austenita. En la Tabla XVI.4 se indica la prctica corriente para el recocido de los grados ferrticos. An estos grados pueden tener austenita, o martensita sin revenir de una transformacin parcial de la austenita a elevada temperatura. Se adiciona aluminio al tipo 405 para eliminar o minimizar su formacin o descomposicin durante la soldadura.

Tratamientos trmicos de los aceros inoxidables martensticos El tratamiento trmico de los inoxidables martensticos es esencialmente similar al de los aceros al C o de baja aleacin, donde la mxima dureza depende principalmente del contenido de C. La principal diferencia metalrgica es que el alto contenido de aleantes lentifica la transformacin, y la templabilidad tan elevada hace que la mxima dureza se produzca por enfriamiento al aire, an en el centro de espesores de aproximadamente 300 mm. Los inoxidables martensticos son ms sensibles a las fallas de tratamiento trmico que los aceros al C o de baja aleacin, de all que los rechazos sean elevados. No existe ventaja en su uso debido a su elevado costo de material y de tratamiento trmico, a menos que se requiera una resistencia a la corrosin superior. Consecuentemente los procesos trmicos indicados estn limitados a mantener la resistencia a la corrosin. En la Fig. XVI.6 se muestra el efecto de los tratamientos trmicos sobre la dureza de aceros inoxidables martensticos forjados.

Tratamientos trmicos de los aceros inoxidables endurecibles por precipitacin Debe prestarse atencin a: La limpieza previa al tratamiento trmico La atmsfera del horno Los ciclos tiempo-temperatura El efecto de las variaciones en los ciclos La limpieza superficial luego del tratamiento Los procedimientos ms recomendados para recocido total, austenizacin, enfriamientos y tratamiento de precipitacin, se encuentran en la Tabla 15 (pg. 1734) del ASM Handbook, Vol. 4. Los aceros ms empleados son: 17-4 PH (UNS S17400) es un acero endurecible por precipitacin que tiene estructura esencialmente martenstica, y limitada conformabilidad cuando es provisto en la condicin de solubilizado (condicin A). En ese caso debe tenerse cuidado en su utilizacin, debido a su baja ductilidad. Luego de la fabricacin se realiza un endurecimiento en el rango de 480 a 620 C, que tambin mejora la tenacidad. 17-7 PH (UNS S17700) normalmente es provisto en condicin de solubilizado, siendo blando y conformable. El tratamiento trmico se logra por procedimientos de endurecimiento por transformacin o por refrigeracin, segn las posibilidades existentes. Las piezas que son fuertemente deformadas (condicin B) deben tratarse trmicamente para evitar la formacin de puntos blandos. Cuando se provee en la condicin laminado en fro (condicin C), la transformacin se logra durante el laminado, y el tratamiento trmico se reduce a una sola etapa a 480 C durante 1 h. Con este proceso se incrementa la resistencia mecnica y a la corrosin, y disminuyen la ductilidad y conformabilidad.

Aceros inoxidables dplex (dual phase) Son aleaciones bifsicas austentico-ferrticas, cuyo lmite elstico duplica al de los aceros austenticos y una resistencia a la corrosin similar. Esto posibilita soportar mayores esfuerzos en el trabajo o una disminucin del tamao de los componentes, lo que implica un importante ahorro de material. Poseen una excelente tenacidad, superior a los aceros ferrticos. En la Fig. XVI.18 se observa la estructura bifsica de un acero inoxidable de bajo carbono, donde la parte oscura corresponde a la ferrita y la clara a la austenita, luego del laminado.

Bainita tetragonalMezcla de fases de ferrita y cementita y en su formacin intervienen procesos de difusin. La bainita forma agujas o placas, dependiendo de la temperatura de transformacin. Los detalles microestructurales de la bainita son tan finos que su resolucin slo es posible mediante el microscopio electrnico. Est compuesta de una matriz ferrtica y de partculas alargadas de cementita. La fase que rodea las agujas es martensita, a menos que se haga un tratamiento isotermico hasta transformar toda la austenita en bainita.Sin embargo, a diferencia de la perlita, la ferrita y la cementita no estn presentes en formas que dependen de la aleacin y la temperatura de transformacin. La microestructura depende de la temperatura y se distinguen dos morfologas:Bainita superior: Se forma en rangos de temperatura inmediatamenta inferiores a los de perlita. Se compone de agujas o bastones de ferrita con cementita entre ellas.Bainita inferior: Se forma a temperatura del orden de la martensita Ms (ligeramente superiores).Su morfologa cambia progresivamente con la temperatura de transformacin en el sentido de que el tamao de las partculas y la acicularidad de la estructura aumenta al disminuir la temperatura.Perlita BCCMicroestructura formada por capas o lminas alternas de las dos fases ( y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide.Cada grano de perlita est formado por lminas o placas alternadas de cementita y ferrita. Esta estructura laminar se observa en la perlita formada por enfriamiento muy lento.Si el enfriamiento es muy brusco, la estructura es ms borrosa y se denomina perlita sorbtica. Si la perlita laminar se calienta durante algn tiempo a una temperatura inferior a la crtica (723 C), la cementita adopta la forma de glbulos incrustados en la masa de ferrita, recibiendo entonces la denominacin de perlita globular. Las capas delgadas claras son de ferrita, y la cementita aparece como capas delgadas ms oscuras.