Tratamientos térmicos exposicion

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tratamientos termicos

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  • 1. Universidad de la guajiraFacultad de ingenieraPrograma industrialRiohacha

2. TRATAMIENTOS TRMICOSproceso que comprende elcalentamiento de los metales olas aleaciones en estado slido atemperaturas definidas,mantenindolas a esatemperatura por suficientetiempo, seguido de unenfriamiento a las velocidadesadecuadas con el fin de mejorarsus propiedades fsicas ymecnicasespecialmente la dureza,la resistencia yla elasticidad. Estos tratamientostrmicos pueden dar resultadosmuy tiles, como producirsuperficies duras con un interiordctil, incrementar la tenacidado disminuir el tamao del grano.Nunca alteran las propiedadesqumicas. Para conocer a quetemperatura debe elevarse elmetal para que se reciba untratamiento trmico esrecomendable contar con losdiagramas de cambio de fasescomo el de hierro - carbonoeste tipo de diagrama se especifican lastemperaturas en las que suceden los cambiosde fase (cambios de estructura cristalina),dependiendo de los materiales diluidosLos tratamientos trmicos han adquiridogran importancia en la industria en general,ya que con las constantes innovaciones sevan requiriendo metales con mayoresresistencias tanto al desgaste como a latensin. El tiempo y la temperatura son losfactores principales y hay que fijarlos deantemano de acuerdo con la composicin delacero, la forma y el tamao de las piezas y lascaractersticas que se desean obtener.Los materiales a los que se aplica eltratamiento trmico son, bsicamente,el acero y la fundicin, formados por hierro ycarbono. 3. MEJORA DE LASPROPIEDADES A TRAVSDEL TRATAMIENTOTRMICO Las propiedades mecnicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particularde los aceros, reside en la composicin qumica de la aleacin que los forma y eltipo de tratamiento trmico a los que se les somete. Los tratamientos trmicos modifican la estructura cristalina que forman a losaceros sin variar la composicin qumica de los mismos. Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composicinqumica se llama polimorfismo y es la que justifica los tratamientos trmicos. Tcnicamente el polimorfismo es la capacidad de algunos materiales de presentardistintas estructuras cristalinas, con una nica composicin qumica,el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono.Por lo tanto las diferentes estructuras de grano pueden ser modificadas, obteniendo asaceros con nuevas propiedades mecnicas, pero siempre manteniendo la composicinqumica. Estas propiedades varan de acuerdo al tratamiento que se le de al acerodependiendo de la temperatura hasta la cual se lo caliente y de como se enfra el mismo.La forma que tendr el grano y los micro constituyentes que compondrn al acero,sabiendo la composicin qumica del mismo (esto es porcentaje de Carbono y Hierro(Fe3))y la temperatura a la que se encuentra, se puede ver en el Diagrama HierroCarbono 4. EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN EL TAMAO DE GRANO 5. Etapas del tratamiento trmico 6. ETAPAS DE LOS TRATAMIENTOS TRMICOSCalentamiento hasta la temperatura fijada (temperatura deconsigna): La elevacin de temperatura debe ser uniforme, por lo quecuando se calienta una pieza o se hace aumentando la temperatura muylentamente o se va manteniendo un tiempo a temperaturas intermedias,antes del paso por los puntos crticos, este ltimo es el calentamientoescalonado.Permanencia en la temperatura fijada. Para que el metal se transformepor completo debe permanecer un tiempo a la temperatura fijada (unosdos milmetros por centmetro de espesor).Enfriamiento desde la temperatura fijada hasta la temperaturaambiente: Este tiene que ser rigurosamente controlado en funcin deltipo de tratamiento que se realice. 7. TRATAMIENTOS TRMICOS DELACEROLa clave de los tratamientos trmicos consiste en lasreacciones que se producen en el material, tanto en losaceros como en las aleaciones no frreas, y ocurrendurante el proceso de calentamiento y enfriamiento de laspiezas, con unas pautas o tiempos establecidosPara conocer a que temperatura debe elevarse el metalpara que se reciba un tratamiento trmico esrecomendable contar con los diagramas de cambio defases como el de hierro-carbono. En este tipo dediagramas se especifican las temperaturas en las quesuceden los cambios de fase (cambios de estructuracristalina) 8. Hornosutilizados para eltratamientotrmicoElcalentamientopor gasCalentamientopor resistenciaelctricaHornos segnsu atmsferaEn vaco 9. EL CALENTAMIENTO POR GASEl calentamiento por gastiene como ventaja laeconoma y comoinconveniente la dificultaddel control de latemperatura.Los hornos de gaspueden ser del tipo defuego directo, en elcual los productos dela combustin entrana la cmara decalentamientoAlternativamente,pueden ser decombustin indirecta,de manera que la cmaradel horno quede aisladade los productos de lacombustin. 10. HORNOS SEGN SU ATMSFERAEn tratamientos trmicos se entiende poratmsfera la masa gaseosa encerrada dentro delhorno que esta en contacto con la pieza a tratar lasatmsfera pueden tener carcter neutro, oxidante oreductor el papel desempeado por la atmsferacontrolada es doblepor una parte evita que se produzcan reaccionesperjudiciales como la oxidacin y ladescarbonizacion de las piezas. Por otra partepermite realizar las acciones previstas a saber, lareduccin de xidos superficiales y la eliminacinde gas sean absorbidas 11. EN VACOSe utiliza para sintetizar carbonos cementados ypara el tratamiento trmico especial de acerosaleados se consiguen mediante bombasmecnicas y de difusin de aceite o mercurioLas atmsferas neutras de argn helio ynitrgeno apenas se emplean debido al precio deestos gases y a las trazas de oxigeno que suelencontener. 12. TEMPLESu finalidad esaumentarla dureza y laresistencia delacero.Para ello, se calienta elacero a una temperaturaligeramente ms elevadaque la crtica superior(entre 900-950 C) y seenfra luego ms omenos rpidamente(segn caractersticas dela pieza)en unmediocomoagua,aceite,etctera.se utilizapara obtenerun tipo deaceros dealta durezallamadomartensita. 13. ENSAYO DE TEMPLABILIDAD O ENSAYO DE JOMINYconsiste entemplar unamuestra estndarde acero llamadaprobeta con unchorro de agua decaudal ytemperaturaconstanteLa temperaturade la probeta seeleva y seproyecta elchorro de aguapor uno de losextremos de laprobeta.Luego se mide ladureza de laprobeta cada 1,5mm a lo largo y setraza la curva detemplabilidad.Ese extremo de laprobeta seenfriarrpidamente,sufriendo eltemple y ser msduro que el otroextremo.La curva detemplabilidadasegura que si ladureza disminuyerpidamenteconforme nosalejamos del extremotemplado, el acerotendr unatemplabilidad bajamientras que losaceros cuyas curvasson casi horizontalessern de altatemplabilidad, esdecir, susceptibles deendurecerse rpidocuando sufrentemple. 14. REVENIDOSlo se aplica a acerospreviamente templados, paradisminuir ligeramente losefectos del temple,conservando parte de ladureza y aumentar latenacidadDespus del temple, los aceros suelenquedar demasiado duros y frgiles paralos usos a los que estn destinados. Estose corrige con el proceso del revenido,este proceso consiste en calentar elacero a una temperatura mas baja quesu temperatura inferior enfrindololuego al aire, en aceite o en aguacon esto no se eliminan losefectos del temple, solo semodifican, se consiguedisminuir la dureza,resistencia, y las tensionesinternas, y se aumenta latenacidad.dejando al acero con la durezao resistencia deseada 15. El recocido consiste encalentar un material hastauna temperatura dada y,posteriormente, enfriarlolentamente. Con estetratamiento se lograaumentar la elasticidad,mientras que disminuye ladureza.Su objetivoprincipal es"ablandar" el aceropara facilitar sumecanizadoposteriorafinar el grano yablandar el material,eliminando laacritud que produceel trabajo en fro ylas tensionesinternas.RECOCIDO 16. Tiene porSe suele emplear comotratamiento previo altemple y al revenido.El normalizado sepractica calentandorpidamente el materialhasta una temperaturacrtica y se mantiene enella durante un tiempo.A partir de ese momento,su estructura interna sevuelve ms uniforme yaumenta la tenacidad delobjetivo dejar unmaterial enestado normal,es decir, ausenciade tensionesinternas y conuna distribucinuniforme delcarbono.acero.NORMALIZADO 17. Tratamientos termoqumicos 18. Tratamientos termoqumicosson tratamientostrmicos en los que,adems de los cambiosen la estructura delacero, tambin seproducen cambios enla composicin qumicade la capa superficial,aadiendo diferentesproductos qumicoshasta una profundidaddeterminadaEstos tratamientosrequieren el uso decalentamiento yenfriamiento controladosen atmsferas especiales.Entre los objetivos mscomunes de estostratamientos estnaumentar la durezasuperficial de las piezasdejando el ncleo msblando y tenaz , disminuirel rozamiento aumentandoel poder lubrificante,aumentar la resistenciaal desgaste, aumentar laresistencia a fatiga oaumentar la resistencia ala corrosin. 19. aumenta la durezasuperficial de una piezade acero dulce,aumentando laconcentracin decarbono en lasuperficie. Se consigueteniendo en cuenta elmedio o atmsfera queenvuelve el metaldurante elcalentamiento yenfriamientoEl tratamiento lograaumentar elcontenido decarbono de la zonaperifricaobtenindosedespus, por mediode temples yrevenidos, una grandureza superficial,resistencia aldesgaste y buenatenacidad en elncleo.CEMENTACION 20. Nitruracinaumenta la dureza superficial,aunque lo hace en mayormedida, incorporandonitrgeno en la composicinde la superficie de la piezaSe logra calentando el acero atemperaturas comprendidasentre 400 y 525 C, dentro deuna corriente de gasamonaco, ms nitrgeno. 21. CIANURACIONendurecimientosuperficial de pequeaspiezas de acero.Se utilizan baoscon cianuro, carbonatoy cianato sdico. Se aplicantemperaturas entre 760 y950 C. 22. CARBONITRURACINtratamiento trmico superficial del acero, englobado dentrode los procesos de cementacin gaseosa, en el que sesuministra carbono y nitrgeno a la superficie de una pieza deacero para proporcionarle las caractersticas de durezadesead