Propiedades y Tratamientos Térmicos de los Aceros Aleados

Elementos de Aleación en los Aceros

Los elementos de aleación modifican las propiedades fundamentales de los metales:

• Níquel: Aumenta la resistencia a la tracción sin disminuir la ductilidad, además de mejorar la resistencia a la oxidación. Se utiliza comúnmente en ejes y bielas poco cargadas.
• Cromo: Incrementa la resistencia, la dureza y la resistencia a la oxidación; es fundamental en componentes como cojinetes a bolillas.
• Aceros al Cromo-Níquel: La combinación de ambos elementos permite obtener piezas con elevada resistencia, dureza y protección contra la oxidación. En la construcción mecánica, se emplean proporciones de hasta un 5% de níquel y un 2% de cromo.
• Manganeso: Neutraliza los efectos nocivos del azufre y confiere mejores cualidades para el templado, por lo que suele utilizarse junto al silicio.
• Aluminio: Actúa como un excelente desoxidante y afinador del grano metálico, especialmente en aceros destinados a endurecimiento superficial por nitruración.
• Molibdeno: Mejora la resistencia a la tracción y otras propiedades mecánicas específicas.
• Vanadio: Se añade para refinar la estructura granular, evitando la fragilidad asociada al grano grueso. Es un potente desoxidante utilizado frecuentemente en resortes.

Herramientas de Corte

Se requiere una alta capacidad de corte, definida como la habilidad de arrancar la mayor cantidad de viruta en el menor tiempo posible. Aunque los aceros comunes pueden utilizarse, presentan limitaciones al trabajar con materiales duros o a altas velocidades, ya que al superar los 200°C, se ablandan y pierden su filo.

Tratamientos Térmicos

Templado y Revenido

• Templado: Tratamiento térmico empleado para incrementar la dureza de las aleaciones de hierro. Se realiza calentando el metal a temperaturas específicas.
• Revenido: Proceso necesario tras el templado para eliminar las tensiones internas causadas por cambios bruscos de temperatura y dilataciones desiguales. Consiste en un calentamiento por debajo de la temperatura crítica.

Tratamientos de Endurecimiento Superficial

• Cementación: Se aplica en aceros con contenido de carbono inferior al 0.2%. La pieza se rodea de carbón vegetal y acelerantes a 925°C durante varias horas, logrando una carburación de hasta 1 mm de espesor. Posteriormente, se templa para endurecer la capa exterior.
• Nitruración: Utiliza nitrógeno proveniente de la descomposición del amoniaco en hornos a bajas temperaturas (500°C) para obtener capas duras de menor espesor.
• Carbonitruración: Proceso realizado mediante el uso de gases o baños de cianuro.

Forja

La forja es un proceso termomecánico basado en la plasticidad de los metales, es decir, su capacidad de deformarse sin romperse. Mediante la aplicación de fuerzas exteriores y herramientas adecuadas, es posible conformar el metal para obtener piezas con la geometría deseada.