2.tratamiento Térmico Del Acero

2.
TRATAMIENTO TÉRMICO DEL

ACERO.
INGENIERÍA INDUSTRIAL.
PROCESOS DE FABRICACIÓN
ALUMNA: KARINA GUADALUPE LÓPEZ PÉREZ
19430016
2.1 GENERALIDADES.
• El acero, es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono

no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación,
alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%.
Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las
fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse
forjar a diferencia de los aceros se moldean.
El acero tiene como base la aleación hierro-carbono. El hierro es un
metal, relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico dA = 2,48 Å (1
angstrom Å = 10–10 m), con temperatura de fusión de 1.535 °C y punto
de ebullición 2.740 °C.
El carbono es un metaloide, con diámetro mucho más pequeño (dA =
1,54 Å), blando y frágil en la mayoría de sus formas alotrópicas.
TRATAMIENTO TÉRMICO:
• Es todo proceso de calentamiento y enfriamiento

controlados al que se somete un metal con el
propósito de variar alguna o algunas de sus
propiedades.
• Un tratamiento térmico permite alterar notablemente
las propiedades físicas. Sin embargo un tratamiento
térmico incorrectamente ejecutado supondrá
siempre un perjuicio en mayor o menor grado.
• Por todo ello deben conocerse perfectamente los
tratamientos térmicos, así como su correlación con
las demás operaciones de fabricación, al objeto que
los resultados obtenidos sean aprovechables.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE
PREPARACIÓN:
• Se refiere a los procesos térmicos encaminados a preparar el material para la

fabricación, entre lo que se encuentra la mejora de las características de
mecanizabilidad, la reducción de las fuerzas de conformación y del consumo de la
energía y la recuperación de la ductilidad para deformaciones ulteriores.
• Las posibilidades de los tratamientos térmicos son enormes, permitiendo que un
mismo metal sea ablandado para facilitar su labra, y luego, mediante otro proceso,
dotarlo de un conjunto de propiedades completamente distintas al disponerlo para el
servicio.
TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO.
• 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 establecidos.
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– 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.
El hierro puro presenta tres estados alotrópicos a medida
que se incrementa la temperatura desde la ambiente:
Hasta los 911 °C, el hierro ordinario, cristaliza en el

sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y recibe la
denominación de hierro α o ferrita. Es un material dúctil y
maleable responsable de la buena forjabilidad de las
aleaciones con bajo contenido en carbono y es
ferromagnético hasta los 770 °C (temperatura de Curie a
la que pierde dicha cualidad). La ferrita puede disolver
muy pequeñas cantidades de carbono.
Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico centrado en las caras (FCC) y recibe la
denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con
mayor facilidad y es paramagnética.
Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico centrado en el cuerpo y recibe la
denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parámetro de red mayor
por efecto de la temperatura.
A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido. Si se añade carbono al hierro, sus
átomos podrían situarse simplemente en los intersticios de la red cristalina de éste último; sin
embargo en los aceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe3C), es decir, un
compuesto químico definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros al
carbono están constituidos realmente por ferrita y cementita.
HORNOS.
• Para atender las distintas necesidades de calor que plantean los diferentes tipos de
tratamiento térmico se han desarrollado una gran variedad de maquinas generadoras
de calor.
• Una clasificación básica de los hornos es dividirlos en hornos intermitentes y hornos
continuos:
• Hornos intermitentes: Son aquellos en cuyo interior las piezas se mantienen
inmóviles mientras permanecen en ellos y pueden ser horizontales o verticales.
• Hornos continuos: Se diseñan para que las piezas entren y salgan de ellos una por
una, a una velocidad prefijable que se acomode a otras operaciones continuas de la
secuencia de fabricación.
2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS.
Se conoce como tratamiento térmico
el proceso al que se someten los
metales u otros tipos de materiales
sólidos como polímeros 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 sólidos
cerámicos.
Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la
industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van
requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste
como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son:
 Temple
 Revenido
 Recocido
 Normalizado
 Instalaciones para tratamientos térmicos
PROPIEDADES
MÉCANICAS DE LOS
MATERIALES.
Las características mecánicas de un

material dependen tanto de su
composición química como de la
estructura cristalina que tenga. Los
tratamientos térmicos modifican esa
estructura cristalina sin alterar la
composición química, dando a los
materiales unas características
mecánicas concretas, mediante un
proceso de calentamientos y
enfriamientos sucesivos hasta
conseguir la estructura cristalina
deseada.
ENTRE ESTAS CARACTERÍSTICAS
ESTÁN:
• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a

dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
• Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía
sin producir fisuras (resistencia al impacto).
• Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el
proceso de mecanizado por arranque de viruta.
• Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.
Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWEL C (HRC),
mediante el test del mismo nombre.
2. 3. RECOCIDO:
• Consiste básicamente en un
calentamiento hasta temperatura de
austenización (800-925 °C) seguido de
un enfriamiento lento. Con este
tratamiento se logra aumentar la
elasticidad, mientras que disminuye la
dureza. También facilita el mecanizado
de las piezas al homogeneizar la
estructura, afinar el grano y ablandar el
material, eliminando la acritud que
produce el trabajo en frío y las tensiones
internas.
2.4. TEMPLE:
• Su finalidad es aumentar la
dureza y la resistencia del acero.
Para ello, se calienta el acero a
una temperatura ligeramente más
elevada que la crítica superior Ac
(entre 900-950 °C) y se enfría
luego más o menos rápidamente
(según características de la pieza)
en un medio como agua, aceite,
etcétera.
2.5. REVENIDO:
• Sólo se aplica a aceros previamente

templados, para disminuir ligeramente los
efectos del temple, conservando parte de la
dureza y aumentar la tenacidad. El revenido
consigue disminuir la dureza y resistencia de
los aceros templados, se eliminan las
tensiones creadas en el temple y se mejora
la tenacidad, dejando al acero con la dureza
o resistencia deseada. Se distingue
básicamente del temple en cuanto a
temperatura máxima y velocidad de
enfriamiento.
NORMALIZADO:
• Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y
con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple
y al revenido.
2.6. TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS.
• Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que,

además de los cambios en la estructura del acero, también se
producen cambios en la composición química de la capa superficial,
añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad
determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y
enfriamiento controlados en atmósferas especiales.
• Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están
aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más
blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder
lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la
resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
CEMENTACIÓN (C):
Aumenta la dureza superficial de una pieza de

acero dulce, aumentando la concentración de
carbono en la superficie. Se consigue teniendo
en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el
metal durante el calentamiento y enfriamiento. El
tratamiento logra aumentar el contenido de
carbono de la zona periférica, obteniéndose
después, por medio de temples y revenidos, una
gran dureza superficial, resistencia al desgaste y
buena tenacidad en el núcleo.
NITRURACIÓN (N):
• Al igual que la cementación, aumenta la

dureza superficial, aunque lo hace en
mayor medida, incorporando nitrógeno en
la composición de la superficie de la pieza.
Se logra calentando el acero a
temperaturas comprendidas entre 400 y
525 °C, dentro de una corriente de gas
amoníaco, más nitrógeno.
CIANURACIÓN (C+N):
• Endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se

utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se
aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
CARBONITRURACIÓN (C+N):
• Al igual que la cianuración, introduce carbono y

nitrógeno en una capa superficial, pero con
hidrocarburos como metano, etano o propano;
amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO).
En el proceso se requieren temperaturas de 650
a 850 °C y es necesario realizar un temple y un
revenido posterior.
SULFINIZACIÓN (S+N+C):
• Se incorporan Azufre (S), nitrógeno (N) y carbono (C) a la

superficie de los metales por medio de su inmersión en un baño a
temperatura cercana a los 565° C.
De esta manera:
 Aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los
metales.
 Evita el agarrotamiento.
 Facilita la lubricación del metal.

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TRATAMIENTO TÉRMICO DEL

• El acero, es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono

• Es todo proceso de calentamiento y enfriamiento

• Se refiere a los procesos térmicos encaminados a preparar el material para la

• Es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las

Hasta los 911 °C, el hierro ordinario, cristaliza en el

Las características mecánicas de un

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a

• Sólo se aplica a aceros previamente

• Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que,

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