Tratamiento Trmico: Revenido

Autores: Marcelo Espinoza Felipe Cea Alfredo Hidalgo Jorge Riveros

Asignatura: Tratamiento de los metales Profesor: Braulio Carvajal Fecha: 30/10/2013 Seccin: 263

Introduccin
El estudio de los procesos de tratamiento trmico de los aceros comenz por D. Chermov de los puntos crticos del acero en 1868. Se conoce como tratamiento trmico el proceso al que se someten los metales con el fin de mejorar sus propiedades mecnicas, especialmente la dureza, la resistencia y la tenacidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento trmico son, bsicamente, el acero y la fundicin, formados por hierro y carbono. El tratamiento trmico convencional para producir aceros martensticos se obtiene mediante un enfriamiento rpido, del acero austenizado, en un medio de temple, tal como agua, aceite o aire. Las propiedades mecnicas optimas de un acero templado seguido de un revenido, se produce si durante el proceso de temple el acero adquiere un alto contenido de martensta, u otro microconstituyente como perlita, Bainita.

ndice
1. Objetivos Generales y especficos 2. Qu es el revenido? 3. Objetivos del revenido 4. Factores a) Temperatura de revenido b) Tiempo c) Velocidad de enfriamiento d) Dimensiones de la pieza 5. Etapas a) Calentamiento b) Mantenimiento c) Enfriamiento 6. Tipos de revenido a) Baja temperatura o eliminacin de tensiones b) Alta temperatura o bonificacin c) Estabilizacin 7. Tipos de hornos a) Revenido en bao de aceite b) Horno bao de sales c) Horno de recirculacin forzada de aire 8. Aplicaciones a) Tabla N1 b) Por qu se hace doble revenido? 9. Conclusin 10. Bibliografa

1. Objetivos 1a. General

Comprender el concepto de Revenido y sus distintos tipos de procesos para la ejecucin de cualquier tipo de material.

1b. Especficos:
Aplicacin de conceptos adquiridos en clases, para la comprensin del tratamiento trmico Analizar la microestructura que se forma en el material que a sido revenido para as determinar los tipos de fases, aleaciones porcentaje de carbono, etc Entender la aplicacin del tratamiento trmico dentro de la industria

2. Que es el revenido?
El revenido al igual que normalizado, recocido y el temple, es un tratamiento trmico a un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecnica. Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a ste. A la unin de los dos tratamientos tambin se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crtico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rpido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al mximo las tensiones trmicas que puedan causar deformaciones.

3. Objetivos

Mejorar la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir la dureza, la resistencia mecnica y su lmite elstico. Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de mnima fragilidad. Disminuir las tensiones internas de transformacin, que se originan en el temple. Modificar las caractersticas mecnicas, en las piezas templadas produciendo los siguientes efectos: Disminuir la resistencia a la rotura por traccin, el lmite elstico y la dureza. Aumentar las caractersticas de ductilidad; alargamiento estriccin y las de tenacidad; resiliencia.

En el revenido se consigue tambin eliminar, o por lo menos disminuir,las tensiones internas del material producidas a consecuencia del temple. El proceso completo de temple ms revenido se conoce como bonificado, que como su nombre lo indica, mejora o beneficia el acero, aumentando su vida

4. Factores
Los factores que influyen en el revenido son los siguientes: a) b) c) d) Temperatura de revenido Tiempo Velocidad de enfriamiento Dimensiones de la pieza

a)La temperatura de revenido

Varias relaciones empricas se han realizado entre la resistencia a la traccin y la dureza de los aceros revenidos de tal manera que la medicin de dureza se utiliza habitualmente para evaluar la respuesta de un acero revenido. La figura 1 muestra el efecto de la temperatura sobre la dureza, resistencia a la traccin, elongacin y estriccin relativas de un acero al carbono (AISI 1050) revenidos durante 1 h.

Fig. 1 En esta figura se muestra el efecto de la temperatura de revenido en las propiedades mecnicas a temperatura ambiente del acero AISI 1050 (barra de 38 mm de dimetro), previamente templado en agua. Podemos apreciar en la figura en el caso del lmite elstico y la resistencia a la traccin que a mayor esfuerzo menor es la temperatura de revenido. Adems mientras ms sea la temperatura para la resistencia a la traccin ms se reduce el rea llegando incluso hasta un 80%

b) El tiempo de revenido
La difusin de carbono y los elementos de aleacin necesaria para la formacin de carburos depende de la temperatura y el tiempo de revenido A partir de un cierto tiempo lmite la variacin es tan lenta que se hace antieconmica su prolongacin, siendo preferible un ligero aumento de temperatura de revenido

Fig. Efecto del tiempo a cuatro temperaturas de revenido sobre la dureza a de del acero con 0,82% C templado

c) La velocidad de enfriamiento
Otro factor que puede afectar a las caractersticas de un acero es la velocidad de enfriamiento durante revenido. Aunque las propiedades de traccin no se ven afectadas por la velocidad de enfriamiento, la resistencia al impacto puede disminuir si el acero se enfra lentamente a travs del rango de temperatura de 375 a 575 C, especialmente en aceros que contienen elementos formadores de carburo. La elongacin y estriccin relativas tambin pueden verse afectadas. Este fenmeno se llama fragilidad de revenido

d) Las dimensiones de la pieza

la duracin de un revenido es funcin fundamental del tamao de la pieza recomendndose de 1 a 2 horas por cada 25mm de espesor o dimetro

5. Etapas
El revenido del acero se realiza despus del temple para obtener valores especificados de las propiedades mecnicas, tambin para aliviar tensiones y asegurar la estabilidad dimensional. Las etapas generales del revenido y de cualquier otro tipo de tratamiento termico que afectan a la microestructura y las propiedades mecnicas de un acero - incluyen:

5a) Calentamiento a una temperatura inferior a la crtica.

El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construccin, la temperatura de revenido est comprendida entre 450C a 600C, mientras que para los aceros de herramienta la temperatura de revenido es de 200C a 350C.

5b) Mantenimiento de la temperatura

La duracin del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas ms elevadas, para dar tiempo a que sea homognea la temperatura en toda la pieza.

5c) Enfriamiento
La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfran las piezas directamente en agua. Si el revenido se efecta a temperaturas superiores a las de fragilidad, es convenientemente enfriarlas en bao de aceite caliente a unos 150C y despus al agua, o simplemente al aire libre En la siguiente figura (Fig. N 2) se muestras las tres etapas ya explicadas:

Fig. 2 En esta figura se muestra el proceso de revenido de un material desconocido (x) que a sido templado a 970. Se aprecian las etapas de revenido, se calienta a 100C luego se mantiene 2 horas a esa temperatura y finalmente se enfra al aire libre Desde el punto microestructural, sobre la base de rayos X, dilatometra y los estudios microscopa, hay tres etapas distintas de revenido

Etapa I
La formacin de carburos de transicin y la reduccin a 0,25% del contenido de carbono de la martensita (de 100 a 250 C)

Etapa II
La transformacin de la austenita retenida en ferrita y cementita (200 a 300 C)

Etapa III
La sustitucin de los carburos de transicin y de la martensita de baja temperatura por la mezcla de cementita y ferrita (250 a 350 C). Una etapa adicional de revenido (etapa IV), consiste en la precipitacin de carburos de aleacin finamente dispersos, existe para los aceros de alta aleacin

6. Tipos de revenido
6a) Baja temperatura o eliminacin de tensiones.

Finalidad: Reducir tensiones internas del material templado, sin reducir la dureza. Procedimiento: Seleccionar el acero y la temperatura de calentamiento adecuada, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 200C a 300C, mantener la temperatura constante (dependiendo del espesor de la pieza), sacar la pieza del horno y enfriarla, determinar la dureza final.

6b) Alta temperatura o bonificacin

Finalidad: Aumentar la tenacidad de los aceros templados Procedimiento: Seleccionar el acero y la temperatura adecuada de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 580C a 630C , mantener la temperatura constante, sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferiblemente al aire, determinar la dureza final.

6c) Estabilizacin

Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener estabilidad dimensional. Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la pieza a 150C , mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferentemente al aire, determinar la dureza final

7. Tipos de hornos
7a) Revenido en bao de aceite (fig. N 3)
Existen ciertos tipos de aceites con elevados puntos de inflamacin (350-400 C) que se pueden utilizar para la ejecucin de los revenidos en recipientes con calefaccin por medio de calentadores elctricos blindados, recirculacin o agitacin del aceite.

Figura N 3 Horno bao de aceite

7.b) Revenido en horno de bao de sales (Fig. N4)

El revenido en bao de sales se efecta con mezclas de sales de nitratos que pueden utilizarse hasta 500-600 C incluso para aceros rpidos. Los hornos de revenido en bao de sales se componen de un crisol metlico para la contencin de las mismas, calentado exteriormente por resistencias elctricas, gas o gas-oil. Estos hornos estn dotados generalmente de regulacin automtica de temperatura por medio de termopares angulares, que se encuentran sumergidos en las sales fundidas y un sistema de seguridad instalado en la cmara de calentamiento. Las piezas a revenir se calientan rpida y uniformemente al quedar sumergidas en las sales fundidas, debiendo tener las precauciones necesarias al trabajar con sales fundidas a altas temperaturas.

Figura N 4 Horno bao de sales

7.c) Revenido en horno de recirculacin forzada de aire (Fig. N5)

El horno ms adecuado para la ejecucin de cualquier revenido es el de circulacin de aire caliente, del cual existen infinidad de variantes adaptadas a las necesidades de los diferentes tipos de revenido, temperatura y forma de las piezas, as como los integrados dentro de lneas continuas de produccin completamente automatizados. Estos hornos garantizan un calentamiento rpido y uniforme de las piezas debido a la recirculacin forzada del aire caliente que las envuelve en su totalidad.

Figura N 5 Horno de recirculacin forzada de aire

8. Aplicaciones
Las aplicaciones se clasifican segn la temperatura de revenido, que a su vez se identifica segn el color que adquiere el material. Las temperaturas del revenido, se pueden medir aproximadamente por medio del color. Cuando las piezas que se revienen, estn pulidas, se forma en la superficie una fina capa de xido que va colorendose segn la temperatura. Las temperaturas de revenido las proporciona el fabricante de aceros aleados.

8a) Tabla N1
Tabla de colores de revenido 220C 240C 250C 260C 270C 280C 290C 300C Amarillo claro Amarillo paja Amarillo pardusco Rojo obscuro Rojo prpura Violeta Azul claro Azul obscuro

En la tabla N1 se muestran los distintos colores que se forman a distintas temperaturas de revenido y los colores mas usados en el rea industrial son: Amarillo claro. Herramientas que necesitan gran dureza y no estn sometidas a golpes bruscos: buriles de grabar, rasquetas y ralladores. Amarillo pardusco. Herramientas de corte expuestas a ciertos golpes; buriles para torno, cepillo, martillos de forjador, punzones, cinceles. Rojo obscuro. Machuelos, brocas. Violeta o azul claro. Herramientas que necesitan gran tenacidad, aunque meno9s dureza; desarmadores, hachas, hojas de tijera. Azul obscuro. Muelles y resortes.

8b) Por que se hace doble revenido?

Con el doble revenido se aumenta el rendimiento de las herramientas fabricadas con aceros rpidos y aceros de alto contenido en cromo, con esto se logra disminuir las tensiones internas antes de poner las herramientas en servicio, el acero se calienta a 550c aprox. Con esto la martensita queda revenida. La microestructura es uniforme y est constituida por martensita revenida y en los aceros rpidos en la microestructura se presentan carburos complejos sin disolver A continuacin se muestran distintas figuras de las aplicaciones del revenido:

Figura N6 Cigeal

Figura N 7 Engranajes

Figura N 7 Boquillas de corte

9. Conclusin
En conclusin, el revenido del acero se realiza despus del temple para obtener valores especificados de las propiedades mecnicas, tambin para aliviar tensiones y asegurar la estabilidad dimensional. Las propiedades del acero revenido se determinan principalmente por el tamao, forma, composicin, como la distribucin de los carburos, con una contribucin relativamente menor debida al endurecimiento por slido-solucin de la ferrita. Estos cambios en la microestructura suelen disminuir la resistencia mecnica y aumentar la ductilidad y la tenacidad. Durante el revenido, la dureza como la resistencia mecnica disminuye con el aumento de la temperatura mientras que la plasticidad aumenta. Esta es una variable de gran importancia en el revenido. El tiempo de revenido tiene poca influencia sobre las propiedades del acero y el efecto general de los elementos de aleacin en revenido es de retardar la tasa de ablandamiento, a las altas temperaturas de revenido. Es por ello, que el revenido es muy necesario despus del temple. Finalmente se cumplen los objetivos detallados al principio del informe, ya que comprendimos el concepto de revenido y analizamos la microestructura del material tratado

10. Bibliografa
1. Tratamientos trmicos de los aceros 8va Edicin - Apraiz Barreiro 2. Internet https://www.crystec.com/kllthsts.htm