TRATAMIENTOS TRMICOS

Christian Javier Castro Quelal*Escuela Politcnica Nacional, Facultad de Ingeniera MecnicaQuito, Ecuador (Tel: 593-02-3151-952); e-mail: ccq.mh13@gmail.com)

Resumen: Tras todo temple o tras una deformacin plstica se debe proceder a con distintos tratamientos trmicos para as hacer que la pieza metlica no se vuelva demasiado frgil y dura a la vez. Estos tratamientos son el revenido y el recocido, todos los anlisis anteriores se ha hecho en un diagrama en equilibrio es decir que su velocidad de enfriamiento est en equilibrio; pero si se da el caso de una velocidad de enfriamiento no en equilibrio se generan los diagramas de no equilibrio TTT las cuales son particulares para cada tipo de acero, en el cual se genera un nuevo tipo de material a temperatura ambiente que se denomina martensita, todo estos diagramas se hacen para los tratamientos trmicos continuos o isotrmicos. Para culminar la clasificacin de los tratamientos trmicos se debe saber sobre los T.T. Superficiales que son el cementado, nitrurado y sulfonado.Palabras clave: difusin, isotrmico, transformacin, martensita, cementita.Abstract: After all temple or behind a plastic deformation to proceed with different heat treatments so as to cause the metal piece from becoming too fragile and hard at the same time. These treatments are tempering and annealing, all previous analysis has been done in a diagram in balance is the cooling rate is in equilibrium; but if a cooling rate is not at equilibrium gives the none equilibrium TTT diagrams which are particular to each type of steel, in which a new type of material is generated at room temperature is called martensite are generated, all these diagrams are made for continuous or isothermal heat treatments. To complete the classification of heat treatments should know about TT which they are cemented surface, nitrided and sulfonated.Keywords: broadcasting, isothermal, transformation, martensite, cementite.1. INTRODUCCIONTras haber analizado a fondo uno de los tratamientos trmicos masivos continuos (el temple) es necesario hablar acerca de los otros dos tratamientos que son el revenido y recocido, el revenido es un tratamiento complementario al temple pues para que el material gane dureza pero o fragilidad se debe aplicar este tratamiento trmico. Las velocidades de enfriamiento para estos primeros anlisis se dan en enfriamientos en equilibrio para lo cual tiene un grfico comn, mientras que para un caso diferente en el que el enfriamiento no sea en equilibrio se dispondr al estudio de los diagramas de no equilibrio temperatura, tiempo, trasformacin los cuales como caracterstica especial son nicos para cada tipo de acero por lo que se generarn miles de este tipo de diagramas.Todos estos nuevos diagramas dan la idea del comportamiento de los aceros a diferente tipo de tratamiento trmico, siendo todo esto para tratamientos trmicos masivos, que afectan a todo el metal, cambia sus propiedades en toda la probeta. Todo esto se puede observar de mejor manera en el siguiente diagrama de no equilibrio.

Figura 1. Diagrama de no equilibro TTT

RevenidoEs un tratamiento trmico continuo que tiene como fin aumentar la plasticidad del acero y reducir en muy poca cantidad la dureza, regularmente este tratamiento trmico se realiza a continuacin de un temple para de esta manera evitar que dicho acero se vuelva muy frgil. El revenido puede ser de dos tipos:Revenido de alivio de esfuerzos: Se realiza inmediatamente de un temple. Quita la fatiga del material.Revenido de recristalizacin: Se los realiza despus de la deformacin plstica en fro, el acero se endurece y es necesario un revenido de recristalizacin. Este revenido se puede realizar en diferentes fases pues se puede realizar en caliente (650-700C) y en fro (500-550C)

Figura 2. Mufla elctrica utilizada para el revenido.RecocidoEs un tratamiento trmico cuyo objetivo es hacer que el tamao del grano del acero sea homogneo puesto que despus de un temple o revenido estos granos tienen tamaos muy variados, existen dos tipos de recocido:Recocido de homogeneizacin cuyo objetivo es emparejar el tamao del grano para que no se vuelva demasiado frgil. La temperatura a la que se realiza este tratamiento va entre los 1000 y 1200C.Recocido total, se realiza a temperaturas entre 900 y 1000C y su objetivo es recuperar las propiedades originales del acero.

Figura 3. Proceso de recocido.Los anlisis anteriores de temperaturas estn hechos en un diagrama en equilibrio Fe-C es decir a un enfriamiento en equilibrio (la velocidad de enfriamiento tiende a cero). Pero ese no es el nico caso puesto que si la velocidad de enfriamiento no es en equilibrio este diagrama ya no sirve y en vez del mismo se hacen diagramas de no equilibrio TTT (temperatura, tiempo, trasformacin) los cuales muestran una serie de curvas en forma de S en las cuales hay transformaciones en 0% hasta 100%, de esta manera se puede observar las trasformaciones de cada tipo de acero, puesto que este diagrama es particular para cada acero. En este diagrama aparece una nueva estructura del metal, llamada martensita la cual en una vista microscpica se compone de perlita + cementita y adems de austenita retenida. Estos diagramas de igual manera que el anterior son de temperatura en funcin del tiempo.La martensita es un material sumamente duro, nicamente la cementita es ms dura que la martensita.

Figura 4. Diagrama de no equilibrio TTT.

Figura 5. Diagrama de no equilibrio TTT.

Figura 6. Estructura de la martensita.

Figura 7. Diagrama TTT del acero perltico.Los tratamientos trmicos isotrmicos son aquellos que luego de un calentamiento y mantenimiento de temperatura tiene un enfriamiento rpido o brusco para luego a una temperatura de sal fundida se deja enfriar en forma constante hasta que se produzca la transformacin de fase.En los tratamientos trmicos isotrmicos solo hay dos resultados, austempering si se llega a austenita o bainita. Martempering si se llega a martensita. La Bainita es un cambio de fase que no es tan duro como la martensita o la cementita.

Figura 8. Austempering

Figura 9. MartemperingPara culminar con los tratamientos trmicos se debe hablar acerca de los tratamientos trmicos superficiales, los cuales se hacen por difusin, lo que es incrementar la cantidad de tomos en la superficie del material.Los tratamientos trmicos son el cementado, nitrurado y sulfonado.El cementado es el incremento de carbono en la superficie del acero previamente templado y revenido a una temperatura de 80C utilizando carbonato de radio, la superficie se transforma en cementita pues adquiere gran cantidad de carbono.El nitrurado es el incremento de tomos de nitrgeno en la superficie a 280C utilizando sales de cianuro.El sulfonado es incrementar los tomos de azufre en la superficie del acero a 80C utilizando soluciones salinas de cido sulfrico.

Figura 10. Difusin. ConclusinA lo largo del estudio de los tratamientos trmicos se puede concluir que todos estos hacen que el acero adquiera propiedades especficas para as utilizarlo en un determinado proceso productivo, los diagramas en equilibrio nos ayudan a identificar las distintas fases del hierro y de esa manera saber la temperatura adecuada para realizar un tratamiento trmico, para la ingeniera el conocimiento de los materiales es fundamental puesto que de esto se deriva todo proceso que se vaya a realizar y as poder encontrar la mejor eficiencia y calidad de los aceros a utilizar.

Referencias

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