Revenido de Martensita: Mejorando la Tenacidad del Acero Templado

Proceso de Revenido de la Martensita en Aceros

El revenido es un tratamiento térmico aplicado a los materiales (aceros) previamente templados, que contienen martensita. Consiste en un calentamiento a una temperatura inferior a la crítica inferior (Ac1), seguido de un enfriamiento controlado, que puede ser al aire, en aceite o en agua.

El objetivo principal del revenido es modificar los efectos del temple, principalmente:

• Disminuir la dureza y la resistencia mecánica excesivas de la martensita.
• Aumentar significativamente la tenacidad del acero, reduciendo su fragilidad.
• Eliminar o reducir las tensiones internas generadas durante el temple.

Mediante este proceso, se busca restar fragilidad a la martensita transformándola en estructuras más dúctiles como la bainita revenida o una mezcla fina de ferrita y cementita (similar a la perlita esferoidizada).

Etapas del Revenido

El proceso de revenido se puede dividir en varias etapas según el rango de temperatura:

1. Primera Etapa (aprox. 100-250 °C)

   • Disminuye el contenido de Carbono (C) disuelto en la martensita.
   • Se forma un precipitado muy fino de un carburo de hierro de transición, conocido como carburo épsilon (ε), que no es cementita (Fe3C).
   • La estructura cristalina de la martensita deja de ser tetragonal centrada en el cuerpo (BCT) y pasa a ser cúbica centrada en el cuerpo (BCC), ya que la solución sólida está menos sobresaturada de carbono.
   • Puede observarse un ligero aumento de la resistencia en algunos aceros debido a la precipitación fina.

2. Segunda Etapa (aprox. 250-400 °C)

   • La austenita residual (retenida tras el temple) se transforma en bainita (una mezcla de ferrita y carburo épsilon o cementita fina).

3. Tercera Etapa (aprox. 400-550 °C)

   • Se produce la formación de ferrita y cementita (Fe3C) estable a partir de los productos de las etapas anteriores (descomposición del carburo épsilon y la martensita baja en carbono). La cementita tiende a esferoidizarse y crecer.
   • Generalmente, a mayor temperatura de revenido, menor dureza y mayor tenacidad se obtiene.
   • Esta etapa ha de ser controlada (especialmente el enfriamiento posterior) para evitar la formación de cementita en forma de películas en los bordes de grano austenítico previo, lo que produce fragilidad en el material (ver Fragilidad de Revenido).

4. Cuarta Etapa (aprox. > 550-600 °C)

   • En aceros aleados, precipitan carburos complejos y estables de los elementos de aleación (Mo, V, W, Cr, etc.).
   • Este fenómeno puede producir un aumento significativo de la dureza a altas temperaturas, conocido como endurecimiento secundario o dureza secundaria.

Fragilidad de Revenido (Fragilidad Krupp)

Durante los revenidos a altas temperaturas, especialmente en el rango de 450 °C a 550 °C, algunos aceros aleados (particularmente aceros al manganeso y cromo-níquel) pueden experimentar un aumento inesperado de la fragilidad, conocido como fragilidad de revenido o, históricamente, Fragilidad Krupp.

No se conoce completamente la causa de este fenómeno (se relaciona con la segregación de impurezas en bordes de grano), cuya única consecuencia clara es la disminución de la tenacidad (aumento de la temperatura de transición dúctil-frágil).

Puede evitarse o minimizarse mediante:

• Reveniendo a temperaturas superiores a 550 °C.
• Enfriando rápidamente el material al pasar por el rango crítico de 450 °C a 550 °C después del revenido.
• La adición de un pequeño porcentaje de molibdeno (Mo) a la aleación, que suprime por completo esta fragilidad.

Si la fragilidad llega a producirse en alguna ocasión, puede hacerse desaparecer con un nuevo revenido a temperaturas más elevadas (por encima de 600°C), seguido de un enfriamiento rápido.

Colores del Revenido

Los colores del revenido son un método visual tradicional para estimar la temperatura alcanzada en la superficie del acero durante el calentamiento. Se deben a la formación de finas capas de óxido de hierro, cuyo espesor y, por tanto, color (debido a fenómenos de interferencia de la luz) varían con la temperatura.

Cada color se produce aproximadamente a una temperatura determinada. Cuando se alcanza el color asociado a la temperatura deseada, se interrumpe el calentamiento y se enfría la pieza rápidamente para fijar la estructura y propiedades correspondientes.

La secuencia típica de colores al aumentar la temperatura es:

• Amarillo pálido
• Amarillo pajizo
• Marrón
• Violeta
• Azul oscuro
• Azul claro
• Gris

Nota: Estos colores son solo una guía aproximada y pueden variar según la composición del acero, el acabado superficial y las condiciones atmosféricas.