TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y TERMOQUÍMICOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
La utilización de tratamientos térmicos permite, calentando o enfriando un metal que está en estado sólido, que se puedan cambiar sus propiedades mecánicas, pero nunca alterar sus propiedades químicas. Existen diversos procedimientos en los tratamientos térmicos según su finalidad. Para llevar este proceso a cabo, se requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material. Estos tratamientos térmicos pueden dar resultados muy útiles, como producir superficies duras con un interior dúctil, incrementar la tenacidad o disminuir el tamaño del grano. Lo más recomendado es la utilización de los diagramas de cambio de fases.
Podemos distinguir dos tipos de tratamientos en la masa, el temple, revenido y el recocido cuya diferencia es que en el temple se enfria detenidamnete y el el recorrido bruscamente o además de que en el revenido pretende disminuir la dureza, al contrario que el temple. En cuanto a los tipo de tratamientos Superficiales, encontramos la cementación, nitruración, etc, cuya diferencia es el material que se le añade.
TEMPLE
Consiste en calentar el acero a una temperatura por encima de su punto de transformación. Una vez terminado se enfría rápidamente introduciendo el acero en agua, aceite, sales o bien se efectúa el enfriamiento con aire o gas, para lograr esa estructura austenítica, martensítica o bainítica, que proporcionan a los aceros una dureza elevada. La velocidad de enfriamiento depende de las características de los aceros y de los resultados que se pretenden obtener.
En el temple total del material se interrumpe el enfriamiento en campos de temperatura comprendidos entre 180-500 ºC., alcanzándose un mínimo de variación en las dimensiones de las piezas, un mínimo riesgo de deformación y proporcionando durezas y resistencias determinadas, de acuerdo con las estructuras cristalinas.
RECOCIDO
Se hace con enfriamiento lento, generalmente dentro del mismo horno de calentamiento.
Mediante este proceso se consigue: ablandar el acero para facilitar su trabajo, a temperatura algo superior se consigue homogeneizar la composición, también puede hacerse un recorrido sin llegar a la temperatura crítica (subcrítico) con el propósito de eliminar las tensiones internas, que son tensiones elásticas remanentes del colado, trabajado en caliente, etcétera, y que si no se eliminan pueden provocar la ruptura de piezas aparentemente sanas.
REVENIDO
Se procede a un calentamiento por debajo de la temperatura crítica; esta temperatura depende del tipo de acero y de la dureza final deseada. Los revenidos efectuados entre 150-220 ºC influyen poco en la dureza pero mejoran la resistencia, mediante la eliminación de una parte de las tensiones producidas durante el enfriamiento. Esta clase de revenido se utiliza sobre todo en aceros para herramientas que requieren una gran dureza.
TRATAMIENTOS QUÍMICOS
Se efectúa en aceros de bajo porcentaje de carbono (menos del 0,30 % C). Se producen cambios en la estructura del acero y en su composición química. Estos tratamientos tienen efecto solo en la superficie y consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes dejando el núcleo más blando y flexible.
CEMENTACIÓN
Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero dejando el núcleo blando y dúctil. l Mientras que el acero se calienta a su temperatura crítica se agrega el carbono. Los tres métodos de cementación más comunes son: cajas para carburación, baño líquido y gas. La cementación se aplica a piezas que deben de ser resistentes al desgaste y a los golpes. La temperatura de cementación suele ser cercana a los 950ºC y la profundidad de este tratamiento depende del tiempo y de la dureza deseada. Una vez obtenida la capa exterior rica en C, se endurece por temple. La cementación endurece la superficie. El enfriamiento es lento y se hace necesario un tratamiento térmico posterior.
NITRURACIÓN
Se aumenta tambien la dureza superficial en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 – 525º C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
La nitruración se da a piezas sometidas a grandes fuerzas de rozamiento y de carga que necesitan un núcleo que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza contra desgaste y deformaciones. La nitruración endurece la superficie de la pieza, aumenta el volumen de la pieza mediante un tratamiento muy lento.
La utilización de tratamientos térmicos permite, calentando o enfriando un metal que está en estado sólido, que se puedan cambiar sus propiedades mecánicas, pero nunca alterar sus propiedades químicas. Existen diversos procedimientos en los tratamientos térmicos según su finalidad. Para llevar este proceso a cabo, se requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material. Estos tratamientos térmicos pueden dar resultados muy útiles, como producir superficies duras con un interior dúctil, incrementar la tenacidad o disminuir el tamaño del grano. Lo más recomendado es la utilización de los diagramas de cambio de fases.
Podemos distinguir dos tipos de tratamientos en la masa, el temple, revenido y el recocido cuya diferencia es que en el temple se enfria detenidamnete y el el recorrido bruscamente o además de que en el revenido pretende disminuir la dureza, al contrario que el temple. En cuanto a los tipo de tratamientos Superficiales, encontramos la cementación, nitruración, etc, cuya diferencia es el material que se le añade.
TEMPLE
Consiste en calentar el acero a una temperatura por encima de su punto de transformación. Una vez terminado se enfría rápidamente introduciendo el acero en agua, aceite, sales o bien se efectúa el enfriamiento con aire o gas, para lograr esa estructura austenítica, martensítica o bainítica, que proporcionan a los aceros una dureza elevada. La velocidad de enfriamiento depende de las características de los aceros y de los resultados que se pretenden obtener.
En el temple total del material se interrumpe el enfriamiento en campos de temperatura comprendidos entre 180-500 ºC., alcanzándose un mínimo de variación en las dimensiones de las piezas, un mínimo riesgo de deformación y proporcionando durezas y resistencias determinadas, de acuerdo con las estructuras cristalinas.
RECOCIDO
Se hace con enfriamiento lento, generalmente dentro del mismo horno de calentamiento.
Mediante este proceso se consigue: ablandar el acero para facilitar su trabajo, a temperatura algo superior se consigue homogeneizar la composición, también puede hacerse un recorrido sin llegar a la temperatura crítica (subcrítico) con el propósito de eliminar las tensiones internas, que son tensiones elásticas remanentes del colado, trabajado en caliente, etcétera, y que si no se eliminan pueden provocar la ruptura de piezas aparentemente sanas.
REVENIDO
Se procede a un calentamiento por debajo de la temperatura crítica; esta temperatura depende del tipo de acero y de la dureza final deseada. Los revenidos efectuados entre 150-220 ºC influyen poco en la dureza pero mejoran la resistencia, mediante la eliminación de una parte de las tensiones producidas durante el enfriamiento. Esta clase de revenido se utiliza sobre todo en aceros para herramientas que requieren una gran dureza.
TRATAMIENTOS QUÍMICOS
Se efectúa en aceros de bajo porcentaje de carbono (menos del 0,30 % C). Se producen cambios en la estructura del acero y en su composición química. Estos tratamientos tienen efecto solo en la superficie y consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes dejando el núcleo más blando y flexible.
CEMENTACIÓN
Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero dejando el núcleo blando y dúctil. l Mientras que el acero se calienta a su temperatura crítica se agrega el carbono. Los tres métodos de cementación más comunes son: cajas para carburación, baño líquido y gas. La cementación se aplica a piezas que deben de ser resistentes al desgaste y a los golpes. La temperatura de cementación suele ser cercana a los 950ºC y la profundidad de este tratamiento depende del tiempo y de la dureza deseada. Una vez obtenida la capa exterior rica en C, se endurece por temple. La cementación endurece la superficie. El enfriamiento es lento y se hace necesario un tratamiento térmico posterior.
NITRURACIÓN
Se aumenta tambien la dureza superficial en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 – 525º C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
La nitruración se da a piezas sometidas a grandes fuerzas de rozamiento y de carga que necesitan un núcleo que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza contra desgaste y deformaciones. La nitruración endurece la superficie de la pieza, aumenta el volumen de la pieza mediante un tratamiento muy lento.
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