Procesos Clave en Metalurgia: Ensayos, Dureza y Tratamientos de Materiales
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Tipos de Ensayos en Materiales
- Ensayos de Conformación
- Ensayos de Características
- Químicos
- Estructurales
- Térmicos
- Ensayos Mecánicos
- Estáticos
- Dinámicos
- Ensayos de Defectos: Determinan propiedades, tratamientos y tipos de acero.
- Controles de calidad en la fabricación
- Estudio de nuevos aceros y procesos de fabricación
Fases de los Ensayos Metalográficos
Los ensayos metalográficos siguen un proceso estructurado para el análisis de la microestructura de los materiales:
- Toma de muestras: Preparación inicial del material a examinar.
- Desbaste y pulido: Proceso para obtener una superficie lisa y sin imperfecciones.
- Ataque micrográfico: Aplicación de reactivos químicos para revelar la microestructura.
- Observación con equipos adecuados: Uso de microscopios u otros instrumentos para el análisis.
Dureza a la Penetración
La dureza a la penetración es un ensayo que consiste en hacer una huella con un penetrador en la superficie de un material bajo la acción de una carga externa y medir la profundidad resultante. Los ensayos más comunes incluyen:
- Mohs
- Brinell
- Rockwell
- Vickers
Tratamientos Térmicos Más Importantes
Los tratamientos térmicos son procesos fundamentales para modificar las propiedades de los materiales, especialmente los aceros.
Temple
El temple (superficial o total) consiste en calentar el acero a la temperatura adecuada para transformar todo el acero en austenita, para después enfriarlo con tal rapidez que toda la masa se transforme en martensita.
- Objetivo: Aumentar la dureza, la resistencia mecánica y la fragilidad (como consecuencia).
Recocido
El recocido consiste en un calentamiento a temperatura de recocido y de una duración variable, seguido de un enfriamiento controlado de la pieza.
- Objetivo:
- Ablandar el acero
- Regenerar su estructura
- Eliminar tensiones internas
- Homogeneizar la estructura de los aceros
- Tipos: De ablandamiento y de estabilización.
Revenido
El revenido consiste en un calentamiento por debajo de la temperatura de templado, seguido de un enfriamiento rápido al aire.
- Objetivo: Eliminar tensiones internas y suavizar los efectos del temple.
Normalizado
El normalizado busca devolver el acero a su estado normal después de haber sufrido calentamientos o enfriamientos irregulares.
- Objetivo: Restablecer la estructura y propiedades originales del acero.
Bonificado
El bonificado es un conjunto de operaciones que combina el temple y el revenido para obtener propiedades mecánicas específicas.
Medios de Enfriamiento
Los medios utilizados para el enfriamiento rápido en tratamientos térmicos incluyen:
- Agua
- Aceite
- Aire
- Sales fundidas
- Plomo fundido
Tratamientos Mecánicos
Tratamientos Mecánicos en Caliente (Forja)
La forja puede considerarse un tratamiento que mejora las propiedades mecánicas de los metales. Aporta:
- Un afino del grano
- Eliminación de defectos interiores
- Formación de fibras
Tratamientos Mecánicos en Frío
Los tratamientos mecánicos en frío producen un cambio en la estructura de los materiales, resultando en un aumento de dureza y resistencia, pero disminuyendo su elasticidad y tenacidad.
Tratamientos Termoquímicos
Estos tratamientos implican calentamiento y enfriamiento en atmósferas especiales para modificar la composición superficial del material.
Cementación
La cementación consiste en aportar carbono a la superficie de una pieza de acero para endurecerla.
Nitruración
La nitruración es un proceso de endurecimiento superficial del acero mediante la adición de nitrógeno.
Carbonitruración
La carbonitruración combina características de la cementación y de la nitruración, acompañada de un temple.
Cianuración
La cianuración es una variante de la cementación y de la nitruración, donde las sustancias ceden nitrógeno y carbono, endureciendo la capa superficial del acero.
Sulfinización
La sulfinización implica calentar acero en un baño de sales de cianuro y de carbonita fundidas.
Tratamientos Superficiales
Estos tratamientos aplican recubrimientos o modifican la superficie para mejorar propiedades como la resistencia a la corrosión o la estética.
Cromado
El cromado es un recubrimiento basado en la electrólisis que deposita una fina capa de cromo metálico sobre objetos metálicos o plásticos.
Niquelado
El niquelado es un recubrimiento metálico de níquel mediante baño electrolítico.
Cincado-Galvanizado
El cincado o galvanizado es un proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro, generalmente con zinc para protección contra la corrosión.
Cobreado
El cobreado deposita una película de cobre dúctil muy brillante con bajas tensiones internas.
Anodizado
El anodizado es un proceso que permite dar colores a la capa de alúmina, comúnmente aplicado en aluminio.