Unidad v Tratamientos Termicos

Es el proceso a que pueden someterse los metales, una vez

elaborados, con objeto de mejorar sus propiedades

mecánicas

CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS DE LOS METALES

CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS DE LOS METALES

Trat

am

ien

tos Térmicos

Termoquímicos

Mecánicos

Termo mecánicos

Superficiales

CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS METALES

CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS METALES

Térm

ico

s Té

rmic

os

Temple

Revenido

Recocido

Finalidad:

Alterar las micro estructuras y como consecuencia las

propiedades mecánicas de las aleaciones metálicas

Finalidad:

Alterar las micro estructuras y como consecuencia las

propiedades mecánicas de las aleaciones metálicas

TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS

TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS

Objetivos:

Remoción de tensiones internas

Aumento o diminución de la dureza

Aumento de la resistencia mecánica

Mejora de la ductilidad

Mejora de la maquinabilidad

Mejora de la resistencia al desgaste

Mejora de la resistencia al calor

Mejora de las propiedades eléctricas y magnéticas

TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS

MATERIAL Y TRATAMIENTO TERMICO

EL TRATAMIENTO TÉRMICO ESTÁ ASOCIADO DIRECTAMENTE CON EL TIPO DE MATERIAL.

PORTANTO, DEBE SER ESCOGIDO DESDE EL INÍCIO DEL PROYECTO

DIAGRAMA

HIERRO – CARBONO

Eutéctico

Eutectoide

(perlita)

0.8 4.3

723°C

Tº

oC

E D

K

1129°C

1538

1394

6.67

.

ACEROS HIERROS FUNDIDOS

1129°C

Liquido + Austenita Liquido +

Cementita

Austenita+Cementita

Ferrita + Cementita Ferrita

Hipo Hiper Hipoeutecticos Hipereutecticos

Austenita

Austenita +Ferrita

2 % de C

912 C 723°C

0

TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS

TEMPLADO TEMPLADO

El tratamiento de templado es el que se realiza a los

aceros para aumentar su dureza, aumentar la resistencia y

afinar el grano.

También pueden templarse otros materiales que soporten

altas temperaturas, ej. el vidrio, metales, etc.

PROCEDIMIENTO DE TEMPLE PROCEDIMIENTO DE TEMPLE

La operación del templado se realiza en 3 fases:

Calentamiento del metal: hasta una temperatura superior a

la temperatura crítica de eutectoide o eutectica,

dependiendo del contenido de carbono.

Caldeo: la pieza debe permanecer el tiempo suficiente

dentro del horno para que adquiera uniformidad de

temperatura en toda su masa.

Enfriamiento rápido: con el objeto de transformar la austenita

en martensita.

PROCEDIMENTO DEL TEMPLADO PROCEDIMENTO DEL TEMPLADO

TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO

Como ya sabemos, templar un acero significa calentarlo

hasta una temperatura adecuada durante un tiempo

suficiente y luego enfriarla lo suficientemente rápido para

conseguir una estructura martensítica.

Por tanto siendo la autenita el constituyente del acero

que da origen a la martensita, es necesario calentar el

acero hasta esta fase.

TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO

CALENTAMIENTO:

Elevación uniforme desde la temperatura ambiente

(1 min/mm).

Temperatura de templado:

AC = 50º + AC3 (%C < 0.8)

AC = 50º + AC1 (%C > 0.8)

TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO

acicular: Que tem forma de agulha.

in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa

PERMANENCIA (CALDEO): 1 a 2 min/mm.

Temperatura límite de temple: La mínima que debe

alcanzar un acero para que toda masa pueda

transformarse en Austenita

VELOCIDAD CRÍTICA DE TEMPLE:

Es la mínima para que la totalidad de Austenita se

transforme en Martensita.

Varían de 200º a 600º /s.

TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO

FACTORES QUE INFLUYEN EL TEMPLE FACTORES QUE INFLUYEN EL TEMPLE

1) TAMAÑO DE LAS PIEZAS:

Velocidad en el núcleo menor a la crítica.

Núcleo sin templar.

2) COMPOSICIÓN DEL ACERO:

Temperatura más baja cuando el acero se aproxima mas a

eutectoide (mayor % de C).

Vcrit. disminuye con mayor % de C.

A mas % C, el temple mejora.

Los elementos de aleación como el Mg y Mo y en menor

intensidad el Cr, Si y Ni, disminuyen la Vcrit.

3) TAMAÑO DEL GRANO:

La Vcrit de los aceros de grano grueso es inferior a los de

grano fino.

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MEDIOS DE ENFRIAMIENTO

El mas adecuado para lograr una velocidad de temple

ligeramente superior a la crítica.

AGUA:

Temperatura máxima 20ºC.

ACEITES MINERALES:

Temperatura combustión : 180ºC

Poco volátiles

Resistentes a la oxidación.

PLOMO

• Para templar herramientas de aceros especiales, muelles

y alambres.

• Enfriamiento, rápido por su gran conductividad.

SALES FUNDIDAS:

• Muy utilizadas actualmente, están formadas por cloruros,

nitratos, carbonatos, cianuros.

• Abarcan temperaturas de 150 a 1300 ºC.

• También se utilizan como medio de calentamiento.

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MEDIOS DE ENFRIAMIENTO

APLICACIONES DE LOS

MÉTODOS DE TEMPLADO

APLICACIONES DE LOS

MÉTODOS DE TEMPLADO AGUA

Aceros al C de más de 10 mm de espesor o diámetro.

Aceros de baja aleación de más de 25 mm de espesor o

diámetro.

ACEITE

Aceros al C de 5 a 10 mm de espesor o diámetro.

Aceros aleados.

PLOMO

Muelles, cuerdas de piano, herramientas, aceros especiales.

SALES

Tratamientos isotérmicos, herramientas, aceros rápidos.

Enfriamientos de los temples Austempering y Martempering.

APLICACIONES DE LOS

MÉTODOS DE TEMPLADO

APLICACIONES DE LOS

MÉTODOS DE TEMPLADO

DEFECTOS DEL TEMPLADO DEFECTOS DEL TEMPLADO

CAUSAS:

Composición inadecuada del acero.

Falta de temperatura.

Falta de permanencia en la temperatura.

FRAGILIDAD EXCESIVA

Exceso de temperatura.

Exceso de permanencia a la temperatura de templado.

Calentamiento a temperatura elevadísima.

Calentamiento irregular.

GRIETAS Y ROTURAS

Calentamiento demasiado rápido.

Enfriamiento demasiado brusco.

Defecto de la pieza.

DEFORMACIONES

Calentamiento

Calentamiento irregular.

Enfriamiento irregular.

Falta de apoyos adecuados (piezas grandes).

Excesiva complicación en la forma de las piezas.

Empleo de material inadecuado.

DEFECTOS DEL TEMPLADO DEFECTOS DEL TEMPLADO

REVENIDO REVENIDO

El revenido es un tratamiento que sigue al de temple y que

tiene como finalidad reducir las tensiones internas que

ocasiona el temple y mejorar las características del material

reduciendo su fragilidad, ello ocurrirá mediante una ligera

pérdida de dureza de la pieza.

*** Siempre acompaña al temple

Tratamiento complementario al templado, siempre

posterior a este. Mejora la tenacidad (resiliencia) de

los aceros templados a costa de disminuir su dureza,

su resistencia mecánica y su límite elástico.

REVENIDO REVENIDO

PROCEDIMIENTO DE REVENIDO PROCEDIMIENTO DE REVENIDO

Revenido requiere de tres etapas

1) Calentamiento a una

temperatura inferior a la crítica

(eutectoide).

2) Mantenimiento del caldeo, para

igualar la temperatura en toda la

pieza.

3) Enfriamiento, a velocidad

variable, pues no tiene una

especial influencia sobre el

material tratado.

FACTORES DE REVENIDO FACTORES DE REVENIDO

• ESTADO INICIAL DE LA PIEZA

• DEPENDE DEL TEMPLADO PREVIO

• LA TEMPERATURA DEL REVENIDO

• Una temperatura de revenido > a 150ºC, la dureza del

acero revenido decrece sensiblemente en los primeros

30min.

• Para aceros de construcción, varía entre 400º y AC1.

• Para aceros de herramientas, varía entre 200º y 300ºC.

FACTORES DE REVENIDO FACTORES DE REVENIDO

DURACIÓN DEL REVENIDO

• No es conveniente prolongar el revenido por mas de 1 h

pues los beneficios no compensan el costo.

• Los efectos del revenido se obtienen con menos tiempo

de permanencia cuanto mas alta es la temperatura de

calentamiento.

TAMAÑO DE LA PIEZA.

• Produce un efecto nivelador en las piezas gruesas o de

gran diámetro, suavizando las desigualdades en las

piezas grandes.

REVENIDO REVENIDO

TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO

Es el tratamiento térmico que, en general, tiene como:

• Finalidad principal el ablandar el acero

• Regenerar la estructura de aceros sobrecalentados

• Eliminar las tensiones internas que siguen a un

trabajo en frío.

TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO

RECOCIDO TOTAL

El recocido total se utiliza para ablandar completamente

un acero endurecido, por lo general, con el fin de

maquinar con más facilidad los aceros para

herramientas que tienen más de 0.8% de carbono.

TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO

NORMALIZADO

El normalizado es similar al recocido, pero se efectúa con

diferentes propósitos.

A menudo, los aceros al carbono medio se normalizan para

darles mejores cualidades para el maquinado.

El acero de carbono medio (0.3 a 0.6%) puede ser “pastoso”

cuando se maquina después de un recocido total, pero puede

ser suficientemente blando para el maquinado por medio

normalizado.

TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO

NORMALIZADO

• Calentamiento: de 40 a 50º C por encima de AC3.

• Permanencia: 20 min / 20 mm de espesor.

• Enfriamiento: al aire.

• Casi exclusivamente para aceros al C de baja aleación

(0.15 a 0.50%)

TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

Son tratamientos que además de incluir procesos de

calentamiento y enfriamiento, modifican la composición del

acero en la capa superficial.

Los principales tratamientos termoquímicos a tratar son:

- CEMENTACION

- NITRURACION

- CIANURACION

- SULFINUZACION

Resultado

Mejora de la resistencia al desgaste de la pieza sin

afectar su ductilidad en su interior.

Aplicaciones

Situaciones donde se desea una superficie con

elevada dureza, resistencia al desgaste, y un núcleo

tenaz y gradiente en capas resistentes al impacto.

Engranajes, Ejes, etc.

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

CEMENTACIÓN

Es un tratamiento que se realiza para aumentar la dureza

superficial y la resistencia al desgaste, manteniendo el

núcleo dúctil y tenaz, es decir, se genera en la pieza mayor

resistencia al impacto y a la fatiga.

Es un tratamiento austenítico, donde es introducido carbono

superficialmente, en forma de una capa, por medio del

calentamiento de la pieza de acero en un ambiente rico en

carbón.

CEMENTACION

La pieza es rodeada de un producto carburante y luego

calentado hasta la temperatura austenitica. A seguir se enfría

rápidamente (templado) para generar martensita, con el

rápido enfriamiento de la pieza.

Posteriormente se reviene la pieza, quedando esta con gran

dureza superficial y buena tenacidad en el núcleo.

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

CEMENTACIÓN

• Para aceros de bajo contenido de C. (< 0.30) y también

aceros aleados con Ni, Cr y Mo especialmente adecuados

para cementación.

• Se realiza entre 850 oC y 950 oC (acero austenítico y Fe)

por disolución del C, que una vez absorbido por la capa

periférica, se difunde hacia el interior de la pieza.

• La proporción de C en la capa cementada aumenta con la

temperatura de cementación, normalmente entre 0.5% a

0.9%.

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

CEMENTACIÓN

• No conviene pasar de 0.9% de C pues se forma carburos y

redes de cementita que tienden a descascarillarse.

• Espesor de cementado: 0.5 a 1.5 mm excepcionalmente 3

a 4 mm em chapas para blindaje.

• Se consiguen durezas después del temple de 60 a 65 HRc

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

CEMENTACION

Productos cementantes:

• Cementados sólidos

• Cementantes líquidos (a la

temperatura de

cementación)

• Gaseosos.

TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS

“La adquisición de cualquier conocimiento es siempre útil al intelecto, que sabrá descartar lo malo y conservar lo bueno”

Leonardo da Vinci

“La verdadera ignorancia no es la falta de conocimiento, si no la resistencia a adquirirlo”

Sergio Lubel