8/19/2019 Diana Tratamientos Térmicos

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Tratamientos Térmicos

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de

calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de

temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, 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.

Se trata de variar la temperatura del material pero sin variar la

composición qumica.

OBJETIVO: !ejorar las propiedades de los metales y aleaciones, por 

lo "eneral, de tipo mecánico. #n ocasiones se utiliza este tipo de

tratamientos para, posteriormente, conformar el material.

Temple

#l temple se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza

llamado

!artensita. Se trata de elevar la temperatura del acero hasta una

temperatura cercana a $%%% &' y posteriormente someterlo a

enfriamientos rápidos o bruscos y continuos en a"ua, aceite o aire.

La capacidad de un acero para transformarse en martensita durante el

temple depende de la composición qumica del acero y se denomina

templabilidad. (l obtener aceros martensticos, en realidad, se

pretende aumentar la dureza.

#l problema es que el acero resultante será muy frá"il y poco d)ctil,

porque e*isten altas tensiones internas.

#s un proceso de calentamiento se"uido de un enfriamiento,

"eneralmente rápido con una velocidad mnima llamada +crtica+.

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#l temple es una condición que se produce en el metal o aleación por 

efecto del tratamiento mecánico o térmico impartiéndole estructuras y

propiedades mecánicas caractersticas.

Los procedimientos térmicos que aumentan la resistencia a estas

aleaciones son el tratamiento térmico en solución y el envejecimiento.

#l tratamiento térmico en solución requiere que se caliente la aleación

hasta una temperatura por debajo del punto de fusión por un periodo

de tiempo especfico, se"uido de disminución rápida de dicha

temperatura.

#l envejecimiento es un tratamiento térmico a relativa baja

temperatura que produce endurecimiento adicional al material tratado

en solución.

Los factores que influyen en la práctica del temple son

• #l tama-o de la pieza cuanto más espesor ten"a la pieza más

hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de

calentamiento y de enfriamiento.

• La composición qumica del acero en "eneral los elementos de

aleación facilitan el temple.

• #l tama-o del "rano influye principalmente en la velocidad

crtica del temple, tiene mayor templabilidad el de "rano "rueso.

• #l medio de enfriamiento el más adecuado para templar un

acero es aquel que consi"a una velocidad de temple li"eramente

superior a la crtica. Los medios más utilizados son aire, aceite,

a"ua, ba-o de lomo, ba-o de !ercurio, ba-o de sales fundidas

y polmeros hidrosolubles.

Los tipos de temple son los si"uientes temple total o normal, temple

escalonado martenstico o +martemperin"+, temple escalonado

baintico o +austemperin"+, temple interrumpido y tratamiento subcero

/01#T23/S

4 /btener alta dureza en un acero, por medio del temple.

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4 /bservación de la variación de la microestructura y dureza en

función de la temperatura en el revenido del acero.

5#6#7(L28(8#S

#l temple como todos los tratamientos térmicos, es un proceso decalentamiento y enfriamiento, realizando este )ltimo con una velocidad

mnima denominada crtica de temple. #l fin que se pretende

"eneralmente en este ciclo es transformar toda la masa de acero con

el calentamiento en austenita y después, por medio de un enfriamiento

suficientemente rápido, convertir la austenita en martensita, que es el

constituyente de los aceros templados.

#n la práctica no se transforma la totalidad de la austenita formada, en

martensita, en muchos casos porque es imposible conse"uir una

velocidad de enfriamiento suficientemente rápida en la totalidad de la

masa de las piezas muy "randes y en otros, por que no interesa

obtener este constituyente sino 0ainita, Troostita y Sorbita.

#l proceso de temple consta esencialmente de dos fases, una fase de

calentamiento y otra fase de enfriamiento.

#l calentamiento hasta la temperatura má*ima se debe iniciar estando

el horno está a baja temperatura y a ser posible, a la temperatura

ambiente9 la elevación de temperatura debe ser uniforme en toda la

pieza, esto se consi"ue elevando la temperatura del horno lo más

lentamente posible.

or ejemplo para los aceros al carbono, la elevación de temperatura

hasta :;%

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'omo norma "eneral la velocidad de calentamiento =calentamiento a

la temperatura má*ima y permanencia a dichas temperaturas>, es

moderada, se requiere una hora de calentamiento por cada ? mm, de

espesor o dimensión transversal media de la pieza.

La temperatura de calentamiento depende del contenido de carbono,

para los aceros hipoeutectoides es superior al punto crtico (c@ del

dia"rama de equiblio Ae. #n "eneral esta temperatura la se-ala el

proveedor y normalmente es de unos B% o ;%

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 (l modificar la estructura cristalina, el temple provoca variaciones en

las propiedades mecánicas y tecnoló"icas del acero, al"unas de ellas

mejoran =dureza, y resistencia mecánica>, mientras que otras, por el

contrario empeoran =fra"ilidad, tenacidad y conductividad eléctrica>.

Trabajo a realizar =Temple>.

4 Templar B probetas =diámetro de ?; mm y altura de ?;mm> del mismo

acero en a"ua.

4 7evenir a diferentes temperaturas =?%%, @%%, B%% y ;%%

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#l revenido consiste en calentar la pieza templada hasta cierta

temperatura, para reducir las tensiones internas que tiene el acero

martenstico =de alta dureza>.

 8e esto modo, evitamos que el acero sea frá"il, sacrificando un poco

la dureza.

La velocidad de enfriamiento es, por lo "eneral, rápida.

#s el tratamiento térmico efectuado sobre un producto templado con el

fin de obtener modificaciones que le confiera las caractersticas de

empleo deseadas.

#l ciclo térmico se compone de las si"uientes etapas

4 'alentamiento hasta una temperatura determinada pero inferior a

 (c$.

4 Cno o varios mantenimientos a una o varias temperaturas

determinadas.

4 Cno o varios enfriamientos hasta la temperatura ambiente

="eneralmente al aire, a"ua o aceite>.

Los fines que se consi"uen con este tratamiento son los si"uientes

• !ejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de

mnima fra"ilidad.

• 8isminuir las tensiones internas de transformación, que se

ori"inan en el temple.

• !odificar las caractersticas mecánicas, en las piezas templadas

produciendo los si"uientes efectos• 8isminuir la resistencia a la rotura por tracción, el lmite elástico

y la dureza.

•  (umentar las caractersticas de ductilidad9 alar"amiento

estricción y las de tenacidad9 resiliencia.

Los factores que influyen en el revenido son los si"uientes

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la temperatura de revenido sobre las caractersticas mecánicas, el

tiempo de revenido =a partir de un cierto tiempo lmite la variación es

tan lenta que se hace antieconómica su prolon"ación, siendo

preferible un li"ero aumento de temperatura de revenido>, la velocidad

de enfriamiento =es prudente que el enfriamiento no se ha"a rápido> ylas dimensiones de la pieza =la duración de un revenido es función

fundamental del tama-o de la pieza recomendándose de $ a ? horas

por cada ?;mm de espesor o diámetro>.

#l acero templado se vuelve frá"il, siendo in)til en estas condiciones,

por eso vamos al 7#3#628/. #sta operación viene es para que las

tiranteces y tensiones "eneradas en el acero no ten"an tiempo de

actuar provocando deformaciones o "rietas.

#ste proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque

pierde al"o de dureza.

#l objetivo del revenido

#s mejorar la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir 

la dureza, la resistencia mecánica y su lmite elástico. #n el revenido

se consi"ue también eliminar, o por lo menos disminuir, las tensiones

internas del material producidas a consecuencia del temple.

#l proceso completo de temple más revenido se conoce como

bonificado, que como su nombre lo indica, mejora o beneficia el acero,

aumentando su vida.

Temperatura de revenido

'alentando por encima de D;%

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aceros con contenido medio de carbono se recomienda una hora, más

una hora por pul"ada de espesor.

!ateriales y equipos

4 (ceros $%B; y B $B% (2S2.

4 7ecipiente con a"ua.

4 7ecipiente con aceite.

4 !uflas provistas de pirómetros.

4 inzas.

4 ulidoras.

4 !áquina para dureza 7ocEell ' =7c>.

4 apel de a"ua fino.

Trabajo a realizar =revenido>.

4 ulir la superficie de la pieza templada usando tela esmeril fina.

4 'olocar las probetas en el horno con calentamiento uniforme a ?%%,

@%%, B%%, y ;%%

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#l recocido consiste en calentar un material hasta una temperatura

dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se utiliza, al i"ual que el

caso anterior, para suprimir los defectos del temple.

Se persi"ue

 F #liminar tensiones del temple.

 F (umentar la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero.

G'ómo se practica el recocidoH

 F Se calienta el acero hasta una temperatura dada

 F Se mantiene la temperatura durante un tiempo

 F Se enfra lentamente hasta temperatura ambiente, controlando la

velocidad de enfriamiento.

Si la variación de temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones

internas que inducen "rietas o deformaciones.

#l "rado de plasticidad que se quiere dotar al metal depende de la

velocidad de enfriamiento y la temperatura a la que se elevó

inicialmente.

/bjetivos

Los objetivos del recocido son tanto eliminar las tensiones internas

producidas por tratamientos anteriores =como el templado> como

aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material. 'on el

recocido de los aceros también se pretende ablandar las piezas para

facilitar su mecanizado o para conse"uir ciertas especificaciones

mecánicas. ( su vez, mediante el recocido, se disminuye el tama-o del

"rano y se puede producir una microestructura deseada controlando la

velocidad a la que se enfra el metal.

#tapas

#l recocido se realiza en tres etapas primero se calienta el material

hasta la temperatura de recocido, después se mantiene la temperatura

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durante un tiempo determinado. or )ltimo se deja enfriar el material

lentamente. Se deben preparar debidamente las piezas que se vayan

a recocer. Se debe eliminar la herrumbre y el ó*ido.

Tipos de recocido

• 7ecocido de eliminación de tensiones

or medio de la deformación en fro se presentan tensiones en el

material. 8ichas tensiones pueden provocar deformaciones en las

piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el

metal entre ;;% y D;%&' y manteniendo la temperatura durante @%4$?%

minutos. 8espués se refri"era de forma lenta.

• 7ecocido de ablandamiento

Los materiales templados o ricos en carbono =sobre %,IJ> son difciles

de trabajar mediante arranque de viruta =torneado, fresado, etc.> o

mediante deformación en fro. ara ablandar el material puede

hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre D;% y K;%&' tras lo

cual se mantiene la temperatura durante @4B horas antes de disminuir 

lentamente su temperatura. #s habitual mantener una subida y bajada

alternativa de la temperatura en torno a los K?@&'.

• 7ecocido normal

!ediante el recocido normal se afina el "rano de la estructura y se

compensan las irre"ularidades de las piezas producidas por 

deformaciones, ya sea en caliente o en fro, tales como doblado,

fundición, soldadura, etc. #l procedimiento consiste en calentar a

temperaturas entre K;% y I:%&', conforme al contenido de carbono del

material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar 

enfriar lentamente al aire.;