Optimización Metalúrgica: Procesos de Tratamiento Térmico, Templado y Recocido de Aceros

Clasificación de Tratamientos Metalúrgicos y Procesos Fundamentales

División Según el Proceso

Los tratamientos metalúrgicos se clasifican en cuatro grandes grupos:

• Térmicos: Temple, recocido, normalizado, revenido.
• Termoquímicos: Cementación, nitruración, carbonitruración, sulfinización.
• Mecánicos: Forja.
• Tratamientos Superficiales: Galvanizado, cromado, anodizado.

Tratamientos Térmicos: Definición y Efectos

El tratamiento térmico consta de una o varias secuencias de tiempo-temperatura y modifica la estructura y/o composición del material. En esto influye la dureza, la deformabilidad, la tenacidad o la resistencia al desgaste. El temple, en los materiales férreos, produce una elevación de la dureza y la resistencia.

Tipos de Aceros

Los aceros se pueden clasificar en:

• Aceros no aleados.
• Aceros de baja aleación.
• Aceros para trabajar en frío o en caliente.
• Fundición gris.

El Proceso de Templado

El proceso de templado consta de tres fases esenciales:

1. Fase de calentamiento.
2. Fase de mantenimiento de temperatura.
3. Fase de enfriamiento.

Variables que Definen el Desarrollo del Templado

El desarrollo del proceso está definido por tres variables críticas:

• Velocidad de elevación de la temperatura.
• Permanencia a la temperatura límite.
• Velocidad de enfriamiento.

Sistemas y Fases de Enfriamiento

Los sistemas de enfriamiento utilizados en el templado son:

• Aceite: Enfriar en baño de aceite, sacar la pieza cuando aún conserve calor y dejarla enfriar a temperatura ambiente.
• Aire: Enfriar en una corriente de aire seco y comprimido.
• Sales Fundidas: Se sumerge la pieza en un baño de cloruro sódico, cloruro potásico, nitrato sódico o nitrato plástico.

Mantenimiento de la Temperatura Constante

Mantenemos la temperatura constante utilizando dos métodos principales:

• Circuito de entrada-salida refrigerante (tipo río).
• Mediante circuito cerrado (tipo radiador).

Temple Superficial

Limitar la superficie de la pieza se conoce como temple superficial. El calentamiento se puede realizar por inducción térmica, sopletes de gas, haz electrónico o láser.

El Recocido: Corrección y Mejora de Defectos

El objetivo del recocido es corregir o mejorar los defectos producidos por otros tratamientos térmicos. Los efectos que se buscan conseguir son:

• Ablandamiento.
• Mejora de la maquinabilidad.
• Optimización de las condiciones de trabajo en frío.
• Eliminación de tensiones o fuerzas internas.

Tipos Específicos de Recocido

Recocido de Regeneración o Eliminación de Tensiones

Este proceso se realiza entre 450 y 650 ºC. Su objetivo es eliminar tensiones en piezas en bruto, con una duración de 0,5 a 1 hora y un enfriamiento muy lento.

Recocido de Recristalización

Se aplica en piezas conformadas sin arranque de viruta. Elimina la dureza y reorganiza el grano. La temperatura de aplicación es entre 550 y 750 ºC.

Recocido de Ablandamiento

Facilita el mecanizado con arranque de viruta. Se aplica a piezas templadas o conformadas en frío. La temperatura de aplicación es entre 650 y 750 ºC.

Normalizado

El normalizado se usa para afinar el grano. Obtenemos un reparto ferrita/perlita más homogéneo. Se realiza a temperatura de austenización; a temperatura ambiente, el material consta de ferrita y perlita.