8/19/2019 Diana Tratamientos Térmicos
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Tratamientos Térmicos
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de
calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de
temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los
metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus
propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la
elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico
son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y
carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los
cerámicos.
Se trata de variar la temperatura del material pero sin variar la
composición qumica.
OBJETIVO: !ejorar las propiedades de los metales y aleaciones, por
lo "eneral, de tipo mecánico. #n ocasiones se utiliza este tipo de
tratamientos para, posteriormente, conformar el material.
Temple
#l temple se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza
llamado
!artensita. Se trata de elevar la temperatura del acero hasta una
temperatura cercana a $%%% &' y posteriormente someterlo a
enfriamientos rápidos o bruscos y continuos en a"ua, aceite o aire.
La capacidad de un acero para transformarse en martensita durante el
temple depende de la composición qumica del acero y se denomina
templabilidad. (l obtener aceros martensticos, en realidad, se
pretende aumentar la dureza.
#l problema es que el acero resultante será muy frá"il y poco d)ctil,
porque e*isten altas tensiones internas.
#s un proceso de calentamiento se"uido de un enfriamiento,
"eneralmente rápido con una velocidad mnima llamada +crtica+.
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#l temple es una condición que se produce en el metal o aleación por
efecto del tratamiento mecánico o térmico impartiéndole estructuras y
propiedades mecánicas caractersticas.
Los procedimientos térmicos que aumentan la resistencia a estas
aleaciones son el tratamiento térmico en solución y el envejecimiento.
#l tratamiento térmico en solución requiere que se caliente la aleación
hasta una temperatura por debajo del punto de fusión por un periodo
de tiempo especfico, se"uido de disminución rápida de dicha
temperatura.
#l envejecimiento es un tratamiento térmico a relativa baja
temperatura que produce endurecimiento adicional al material tratado
en solución.
Los factores que influyen en la práctica del temple son
• #l tama-o de la pieza cuanto más espesor ten"a la pieza más
hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de
calentamiento y de enfriamiento.
• La composición qumica del acero en "eneral los elementos de
aleación facilitan el temple.
• #l tama-o del "rano influye principalmente en la velocidad
crtica del temple, tiene mayor templabilidad el de "rano "rueso.
• #l medio de enfriamiento el más adecuado para templar un
acero es aquel que consi"a una velocidad de temple li"eramente
superior a la crtica. Los medios más utilizados son aire, aceite,
a"ua, ba-o de lomo, ba-o de !ercurio, ba-o de sales fundidas
y polmeros hidrosolubles.
Los tipos de temple son los si"uientes temple total o normal, temple
escalonado martenstico o +martemperin"+, temple escalonado
baintico o +austemperin"+, temple interrumpido y tratamiento subcero
/01#T23/S
4 /btener alta dureza en un acero, por medio del temple.
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4 /bservación de la variación de la microestructura y dureza en
función de la temperatura en el revenido del acero.
5#6#7(L28(8#S
#l temple como todos los tratamientos térmicos, es un proceso decalentamiento y enfriamiento, realizando este )ltimo con una velocidad
mnima denominada crtica de temple. #l fin que se pretende
"eneralmente en este ciclo es transformar toda la masa de acero con
el calentamiento en austenita y después, por medio de un enfriamiento
suficientemente rápido, convertir la austenita en martensita, que es el
constituyente de los aceros templados.
#n la práctica no se transforma la totalidad de la austenita formada, en
martensita, en muchos casos porque es imposible conse"uir una
velocidad de enfriamiento suficientemente rápida en la totalidad de la
masa de las piezas muy "randes y en otros, por que no interesa
obtener este constituyente sino 0ainita, Troostita y Sorbita.
#l proceso de temple consta esencialmente de dos fases, una fase de
calentamiento y otra fase de enfriamiento.
#l calentamiento hasta la temperatura má*ima se debe iniciar estando
el horno está a baja temperatura y a ser posible, a la temperatura
ambiente9 la elevación de temperatura debe ser uniforme en toda la
pieza, esto se consi"ue elevando la temperatura del horno lo más
lentamente posible.
or ejemplo para los aceros al carbono, la elevación de temperatura
hasta :;%
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'omo norma "eneral la velocidad de calentamiento =calentamiento a
la temperatura má*ima y permanencia a dichas temperaturas>, es
moderada, se requiere una hora de calentamiento por cada ? mm, de
espesor o dimensión transversal media de la pieza.
La temperatura de calentamiento depende del contenido de carbono,
para los aceros hipoeutectoides es superior al punto crtico (c@ del
dia"rama de equiblio Ae. #n "eneral esta temperatura la se-ala el
proveedor y normalmente es de unos B% o ;%
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(l modificar la estructura cristalina, el temple provoca variaciones en
las propiedades mecánicas y tecnoló"icas del acero, al"unas de ellas
mejoran =dureza, y resistencia mecánica>, mientras que otras, por el
contrario empeoran =fra"ilidad, tenacidad y conductividad eléctrica>.
Trabajo a realizar =Temple>.
4 Templar B probetas =diámetro de ?; mm y altura de ?;mm> del mismo
acero en a"ua.
4 7evenir a diferentes temperaturas =?%%, @%%, B%% y ;%%
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#l revenido consiste en calentar la pieza templada hasta cierta
temperatura, para reducir las tensiones internas que tiene el acero
martenstico =de alta dureza>.
8e esto modo, evitamos que el acero sea frá"il, sacrificando un poco
la dureza.
La velocidad de enfriamiento es, por lo "eneral, rápida.
#s el tratamiento térmico efectuado sobre un producto templado con el
fin de obtener modificaciones que le confiera las caractersticas de
empleo deseadas.
#l ciclo térmico se compone de las si"uientes etapas
4 'alentamiento hasta una temperatura determinada pero inferior a
(c$.
4 Cno o varios mantenimientos a una o varias temperaturas
determinadas.
4 Cno o varios enfriamientos hasta la temperatura ambiente
="eneralmente al aire, a"ua o aceite>.
Los fines que se consi"uen con este tratamiento son los si"uientes
• !ejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de
mnima fra"ilidad.
• 8isminuir las tensiones internas de transformación, que se
ori"inan en el temple.
• !odificar las caractersticas mecánicas, en las piezas templadas
produciendo los si"uientes efectos• 8isminuir la resistencia a la rotura por tracción, el lmite elástico
y la dureza.
• (umentar las caractersticas de ductilidad9 alar"amiento
estricción y las de tenacidad9 resiliencia.
Los factores que influyen en el revenido son los si"uientes
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la temperatura de revenido sobre las caractersticas mecánicas, el
tiempo de revenido =a partir de un cierto tiempo lmite la variación es
tan lenta que se hace antieconómica su prolon"ación, siendo
preferible un li"ero aumento de temperatura de revenido>, la velocidad
de enfriamiento =es prudente que el enfriamiento no se ha"a rápido> ylas dimensiones de la pieza =la duración de un revenido es función
fundamental del tama-o de la pieza recomendándose de $ a ? horas
por cada ?;mm de espesor o diámetro>.
#l acero templado se vuelve frá"il, siendo in)til en estas condiciones,
por eso vamos al 7#3#628/. #sta operación viene es para que las
tiranteces y tensiones "eneradas en el acero no ten"an tiempo de
actuar provocando deformaciones o "rietas.
#ste proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque
pierde al"o de dureza.
#l objetivo del revenido
#s mejorar la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir
la dureza, la resistencia mecánica y su lmite elástico. #n el revenido
se consi"ue también eliminar, o por lo menos disminuir, las tensiones
internas del material producidas a consecuencia del temple.
#l proceso completo de temple más revenido se conoce como
bonificado, que como su nombre lo indica, mejora o beneficia el acero,
aumentando su vida.
Temperatura de revenido
'alentando por encima de D;%
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aceros con contenido medio de carbono se recomienda una hora, más
una hora por pul"ada de espesor.
!ateriales y equipos
4 (ceros $%B; y B $B% (2S2.
4 7ecipiente con a"ua.
4 7ecipiente con aceite.
4 !uflas provistas de pirómetros.
4 inzas.
4 ulidoras.
4 !áquina para dureza 7ocEell ' =7c>.
4 apel de a"ua fino.
Trabajo a realizar =revenido>.
4 ulir la superficie de la pieza templada usando tela esmeril fina.
4 'olocar las probetas en el horno con calentamiento uniforme a ?%%,
@%%, B%%, y ;%%
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#l recocido consiste en calentar un material hasta una temperatura
dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se utiliza, al i"ual que el
caso anterior, para suprimir los defectos del temple.
Se persi"ue
F #liminar tensiones del temple.
F (umentar la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero.
G'ómo se practica el recocidoH
F Se calienta el acero hasta una temperatura dada
F Se mantiene la temperatura durante un tiempo
F Se enfra lentamente hasta temperatura ambiente, controlando la
velocidad de enfriamiento.
Si la variación de temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones
internas que inducen "rietas o deformaciones.
#l "rado de plasticidad que se quiere dotar al metal depende de la
velocidad de enfriamiento y la temperatura a la que se elevó
inicialmente.
/bjetivos
Los objetivos del recocido son tanto eliminar las tensiones internas
producidas por tratamientos anteriores =como el templado> como
aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material. 'on el
recocido de los aceros también se pretende ablandar las piezas para
facilitar su mecanizado o para conse"uir ciertas especificaciones
mecánicas. ( su vez, mediante el recocido, se disminuye el tama-o del
"rano y se puede producir una microestructura deseada controlando la
velocidad a la que se enfra el metal.
#tapas
#l recocido se realiza en tres etapas primero se calienta el material
hasta la temperatura de recocido, después se mantiene la temperatura
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durante un tiempo determinado. or )ltimo se deja enfriar el material
lentamente. Se deben preparar debidamente las piezas que se vayan
a recocer. Se debe eliminar la herrumbre y el ó*ido.
Tipos de recocido
• 7ecocido de eliminación de tensiones
or medio de la deformación en fro se presentan tensiones en el
material. 8ichas tensiones pueden provocar deformaciones en las
piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el
metal entre ;;% y D;%&' y manteniendo la temperatura durante @%4$?%
minutos. 8espués se refri"era de forma lenta.
• 7ecocido de ablandamiento
Los materiales templados o ricos en carbono =sobre %,IJ> son difciles
de trabajar mediante arranque de viruta =torneado, fresado, etc.> o
mediante deformación en fro. ara ablandar el material puede
hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre D;% y K;%&' tras lo
cual se mantiene la temperatura durante @4B horas antes de disminuir
lentamente su temperatura. #s habitual mantener una subida y bajada
alternativa de la temperatura en torno a los K?@&'.
• 7ecocido normal
!ediante el recocido normal se afina el "rano de la estructura y se
compensan las irre"ularidades de las piezas producidas por
deformaciones, ya sea en caliente o en fro, tales como doblado,
fundición, soldadura, etc. #l procedimiento consiste en calentar a
temperaturas entre K;% y I:%&', conforme al contenido de carbono del
material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar
enfriar lentamente al aire.;
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