Constituyentes y Tratamientos Térmicos de los Aceros

Constituyentes Estructurales de los Aceros

Ferrita: es hierro alfa casi puro, en solución lleva impurezas de Si y P. El Ni, Al, Mn, Cu y Cr se disuelven totalmente en la ferrita.

Características mecánicas:

• Resistencia a la tracción de 28 Kgf/mm².
• Dureza de 90 u. Brinell (es el constituyente más blando del acero).
• Alargamiento de 35%.

Cementita: es carburo de hierro (Fe₃C), contiene 6.67% de C. Es el componente más duro de los aceros.

Perlita (laminar): es un compuesto eutectoide formado por láminas de ferrita (Fe) y cementita (Fe₃C), contiene el 0.89% de C.

Características mecánicas:

• Resistencia a la tracción de 55 a 70 Kgf/mm².
• Dureza de 200 a 250 u. Brinell.
• Alargamiento de 20 a 28%.

Austenita: se trata de una solución sólida de carburo de hierro en hierro γ. Solo es estable a temperatura superior a la del punto A1. En aceros de elevado % de aleación puede ser estable a 20ºC.

Características mecánicas:

• Alargamiento de 20 a 23%.
• Dureza de 300 u. Brinell.
• Resistencia a la tracción de 88 a 105 Kgf/mm².
• Es dúctil, tenaz y resistente al desgaste.

Martensita: es el constituyente de los aceros templados al máximo de dureza. Es una solución sólida sobresaturada de C en hierro alfa.

Características mecánicas:

• Resistencia a la tracción de 170 a 250 Kgf/mm².
• Dureza de 50 a 60 u. Rockwell.
• Es magnética.
• Alargamiento de 0.5 a 2.5%.

Tratamientos Térmicos de los Aceros

Su objetivo es obtener una determinada estructura interna cuyas propiedades permitan alcanzar alguno de estos objetivos:

• Lograr una estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad.
• Eliminar tensiones internas para evitar deformaciones.
• Conseguir una estructura más homogénea.
• Eliminar la acritud ocasionada por el trabajo en frío.
• Obtener máxima dureza y resistencia.
• Variar alguna de las propiedades físicas.

Estos objetivos se pueden lograr con estos tratamientos: recocido, normalizado, temple y revenido.

Tratamientos Termoquímicos

Consisten en modificar la composición química de la superficie de los aceros, adicionando otros elementos para mejorar algunas propiedades de la superficie (dureza y resistencia a la corrosión).

Los tratamientos más importantes son:

• Nitruración
• Cianuración
• Cementación
• Sulfinización

Nitruración

Es un tratamiento de endurecimiento superficial. Consigue durezas muy elevadas, hasta 1200 u. Brinell. El N con el Fe forman Fe₄N y Fe₂N.

Los aceros nitrurados superficialmente son muy duros y resistentes a la corrosión (contienen Al, Cr, Mo, V).

Después de la nitruración no es necesario ningún tratamiento.

Las piezas se exponen a una corriente de NH₃, a una temperatura de entre 500 y 525ºC durante 90h.

Esta es la reacción que tiene lugar: (2NH₃ → 2N + 3H₂). El N atómico es el que penetra en el acero, tiene la ventaja de que se realiza a bajas temperaturas y las piezas no se deforman, pero las instalaciones son muy caras. Se emplea en el automovilismo y aeronáutica.

Cianuración