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Tratamientos
Tratamientos
Tratamientos
Acero
Tratamientos térmicos del acero.
A través de los tratamientos térmicos podemos modificar las propiedades de los metales,
mediante alteraciones de su estructura, pudiendo así desempeñar con garantías los trabajos
demandados. Las aleaciones de tipo ferroso son las que mejor se prestan a ello.
El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda
alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos
consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus
propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos
internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un
interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen
en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el
proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido.
Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento
térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el de hierro -
hierro - carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden
los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.
Al elevar la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en austenita, que tiene la
propiedad de disolver todo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría despacio,
la austenita vuelve a convertirse en ferrita y en perlita, pero si el enfriamiento es repentino, la
austenita se convierte en martensita, de dureza similar a la ferrita, pero con carbono en
disolución sólida.
Equipos de calentamiento.
Hornos semimuflas: son aquellos en los cuales la llama entra dentro de la cámara donde se
encuentra la pieza.
Los hornos de calentamiento parcial o superficial de la pieza, son los de inducción ( ver Temple
por Inducción).
Recordaremos cuales son los cristales de acero que sufren transformaciones durante un
tratamiento térmico:
Ferrita. Es hierro casi puro con impurezas de silicio y fósforo (Si-P). Es el componente básico
del acero.
Cementita. Es el componente mas duro de los aceros con dureza superior a 60Hrc con
moléculas muy cristalizadas y por consiguiente frágil.
Existen diferentes tipos de temple de los cuales describiremos los más interesantes.
El principio del calentamiento por inducción es el siguiente: una bobina que conduce
una corriente de alta frecuencia rodea o se coloca sobre la pieza, se inducen así
corrientes alternativas que generan rápidamente calor en la superficie.
Las corrientes inducidas de alta frecuencia tienden a viajar por la superficie del metal,
por tanto, es posible calentar una capa poco profunda del acero sin necesidad de
calentar el interior del material. La profundidad del calentamiento depende de la
frecuencia de la corriente, la densidad de potencia y el tiempo de aplicación de
ésta. Mientras mayor es la frecuencia, menor es la profundidad calentada, de forma
que: altas potencias (100 kHz a 1 Mhz), y tiempos cortos (en segundos), calientan
espesores de 0,25 mm; en cambio, potencias menores (25 kHz), y tiempos más largos
calientan espesores de 10 mm.
Entre las ventajas de este proceso podemos destacar el hecho que no necesita de
personal especializado para su operación debido a que es un proceso prácticamente
automático. Entre las desventajas resaltan el alto costo del equipo, el alto costo de
mantenimiento y el hecho que no es económico si se desean endurecen pocas piezas.
RECOCIDO
Cuando se tiene que maquinar a un acero endurecido, por lo regular hay que recocerlo o
ablandarlo. El recocido es un proceso para reducir los esfuerzos internos y ablandar el acero.
El proceso consiste en calentar al acero por arriba de su temperatura crítica y dejarlo enfriar
con lentitud en el horno cerrado o envuelto en ceniza, cal, asbesto, etc.
REVENIDO
Consiste en calentar las piezas a una temperatura inferior a la del temple, consiguiendo que la
martensita se transforme en una estructura más estable, terminando con un enfriamiento
rápido, dependiendo del tipo de material.
La temperatura y el tiempo de calentamiento son los factores que más influyen en el resultado
del revenido.
Hay que tener muy en cuenta que el revenido es fundamental para conseguir el adecuado
temple y una buena tenacidad en las piezas.
Se calienta y enfría el acero para conseguir una estructura molecular del material
(temple) para posteriormente volver a calentarlo y enfriarlo modificando así la estructura
anteriormente conseguida (revenido).
Se efectúa en aceros de bajo porcentaje de carbono (menos del 0,30 % C). En el caso de los
tratamientos termoquímicos, no solo se producen cambios en la estructura del acero, sino
también en su composición química, añadiendo diferentes productos químicos durante el
proceso del tratamiento. Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas
y consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes dejando el núcleo más blando
y flexible. Requieren el uso de calentamiento y enfriamiento en atmósferas especiales.
CEMENTADO
Características de la cementación
Endurece la superficie
No afecta al corazón de la pieza
Aumenta el carbono de la superficie
Se coloca la superficie en contacto con polvos de cementar ( Productos cementantes)
El enfriamiento es lento y se hace necesario un tratamiento térmico posterior
Los engranajes suelen ser piezas que se cementan
<!--[if !supportLists]-->1. <!--[endif]-->Gas: es más eficiente que el anterior, los ciclos son
más controlados, el calentamiento más uniforme, es más limpio y requiere de menos
espacio. La pieza se calienta en contacto con CO y/o un hidrocarburo, por ejemplo alguna
mezcla de gases que contengo butano, propano o metano, que fácilmente se descompone
a la temperatura de cementación El gas tiene una composición típica de: CO 20%, H2 40%
y N2 40%, pudiendo modificarse la composición de éste para controlar el potencial de C.
NITRURACION
Realización de la nitruración