Introducción

Los aceros son unos de los materiales más utilizados en la industria, dentro del proceso de producción de estos se realizan diferentes tratamientos térmicos para mejorar las propiedades del material. Tratamientos como el temple, revenido, normalizado, etc. son necesarios para poder obtener un acero adecuado para los distintos usos. A su vez dentro de este contexto encontramos a los ensayos destructivos y no destructivos, que son parte fundamental de la industria para poder comprobar las propiedades del material, estos ensayos son de fácil aplicación y de bajo costo, y nos permiten tener una idea rápida y concreta acerca del material que se está poniendo a prueba.

Los tratamientos térmicos son combinaciones de calentamiento y enfriamientos a tiempos determinados aplicados a un metal o aleación en estado sólido con el fin de modificar propiedades de acuerdo a las condiciones de uso. Los tratamientos térmicos tienen como objetivo el estudio del efecto de la composición, temperatura, tamaño de grano y atmósfera del horno de calentamiento, sobre la microestructura y dureza de los aceros.

Todos los procesos básicos de tratamientos térmicos para los aceros incluyen la transformación o descomposición de la austerita. La naturaleza y la apariencia de estos productos de transformación determinan las propiedades físicas y mecánicas de cualquier acero.

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Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, 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 cerámicos.

A continuación se nombraran los principales procesos de tratamiento térmico:

Templado

El templado es un tratamiento que se emplea para incrementar la dureza de las aleaciones de hierro. Es también una técnica para aumentar la dureza del vidrio.

Para los metales, temple se realiza generalmente después de endurecer, para reducir la dureza, y se realiza calentando el metal a una temperatura mucho más baja que la utilizada para el endurecimiento. La temperatura exacta determina cuanto se reduce la dureza, y depende tanto de la composición específica de la aleación como de las propiedades deseadas en el producto terminado. Por ejemplo, las herramientas muy duras a menudo se templan a bajas temperaturas, mientras que los resortes se templan a temperaturas mucho más altas. En vidrio, el templado se realiza calentando el vidrio y luego enfriando rápidamente la superficie, para aumentar la dureza

Revenido

Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.

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Tipos de revenido:

- Baja temperatura o eliminación de tensiones

Finalidad : Reducir tensiones internas del material templado, sin reducir la dureza.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 200°C a 300°C, mantener la temperatura constante (dependiendo del espesor de la

pieza), sacar la pieza del horno y enfriarla, determinar la dureza final.

- Alta temperatura o bonificación

Finalidad :Aumentar la tenacidad de los aceros templados

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 580°C a

630°C , mantener la temperatura constante, sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferiblemente al aire, determinar la dureza final.

- Estabilización

Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener estabilidad dimensional.

Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la pieza a 150°C , mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferentemente al aire,

determinar la dureza final.

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Recocido

El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.

Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir.

Tipos de recocido:

- Recocido de eliminación de tensiones

Por medio de la deformación en frío se presentan tensiones en el material. Dichas tensiones pueden provocar deformaciones en las piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el metal entre 550 y 650ºC y manteniendo la temperatura durante 30-120 minutos. Después se refrigera de forma lenta.

- Recocido de ablandamiento

Los materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9%) son difíciles de trabajar mediante arranque de viruta (torneado, fresado, etc.) o mediante deformación en frío. Para ablandar el material puede hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre 650 y 750ºC tras lo cual se mantiene la temperatura durante 3-4 horas antes de disminuir lentamente su temperatura. Es habitual mantener una subida y bajada alternativa de la temperatura en torno a los 723ºC.

- Recocido normal

Mediante el recocido normal se afina el grano de la estructura y se compensan las irregularidades de las piezas producidas por deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales como doblado, fundición, soldadura, etc. El procedimiento consiste en calentar a temperaturas entre 750 y 980ºC, conforme al contenido de carbono del material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar enfriar lentamente al aire.5

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Gráfica del recocido

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Normalizado

El normalizado es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz.

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Cementación

La cementación es un tratamiento termoquímico que se aplica en piezas de acero. El proceso aporta carbono a la superficie mediante difusión, que se impregna modificando su composición.

La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de carbono. Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someter la pieza durante varias horas a altas temperaturas (típicamente, 900 °C). En estas condiciones, el carbono penetra en la superficie que recubre a razón de 0,1 a 0,2 mm por hora de tratamiento. A la pieza cementada se le da el tratamiento térmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirirá las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono.

La cementación se aplica en todas aquellas piezas que deben poseer gran resistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piñones, levas, ejes, etc...

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Concl usion

Los tratamientos termicos siempre estarán presentes porque este campo va a hacer infinito, el acero es una materia prima, podría existir diversas aleaciones pero acero estará presente y las características de este no se encajan del todo a nuestras necesidades y por

eso es necesario el manipularlo hasta llevarlo a lo más extremo en lo que queremos obtener , mayor ductibilidad, mayor dureza, entre otras propiedades presentes en los

aceros.

Debido a la variedad de los tratamientos térmicos es importante saber y distinguir las diferencias y características que se obtienen con cada uno de los diferentes tipos de tratamientos térmicos , ya que podemos obtener mejor resultado sabiendo aplicar cada uno de ellos y entender los procedimientos básicos que este encierra para un mejor trabajo.

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