Tratamientos Superficiales del Acero: Temple, Cementación y Nitruración

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES DEL ACERO

TEMPLE SUPERFICIAL

Se busca austenizar la zona superficial del acero. Se le aplica calor solamente a la superficie por encima de A3 sin calentar mucho el interior. Métodos:

1. Calentamiento a la llama: calentar con un soplete la superficie y enfriar rápido con agua.
2. Calentamiento por inducción: se somete a un campo magnético variable que provoca el efecto Joule calentando solo la superficie.
3. Calentamiento mediante láser o haz de electrones: técnicas muy energéticas que permiten austenizar capas muy delgadas. Se enfría rápido por conducción hacia el interior.

La composición de la pieza se debe escoger en función de la dureza que se quiera alcanzar. Tras el temple, conviene un revenido.

CEMENTACIÓN

Busca el enriquecimiento en C de la superficie de la pieza. Para ello, calentamos a una temperatura dentro de la zona austenítica y la dejamos un tiempo en un ambiente rico en C para que se transfiera a la pieza. El C absorbido se difunde al interior. El espesor de la capa rica en C. La cementación puede realizarse en ambiente gaseoso. En este proceso, la cantidad de C en la superficie es entre 0,8-1% y disminuye hacia el interior. La temperatura de cementación es 850ºC - 950ºC. Posteriormente, se pasa al temple de la pieza, dando lugar a una capa de martensita en la superficie cementada. Se generan, tras el temple, tensiones de compresión en la capa cementada. Después se realiza un revenido a temperatura

Para obtener mejor calidad en la capa cementada, se minimiza la temperatura de cementación y se usan aceros que favorezcan la formación de grano austenítico fino. Tras la cementación, mejora el comportamiento a fatiga. Los aceros para cementar tienen bajo contenido en carbono (0,2%).

CARBONITRURACIÓN

Enriquece la superficie de la pieza con C y N. La dureza de la capa será la de la martensita + la aportada por los nitruros precipitados. Es más fina que la capa cementada, ya que los nitruros reducen la movilidad de C hacia el interior.

NITRURACIÓN

Endurece el acero mediante un enriquecimiento en N. Este precipita en nitruros que suponen un gran incremento de dureza. El acero tiene inicialmente estructura ferrítica y se produce por calentamiento a 500ºC - 560ºC. Antes de la nitruración, la pieza debe ser sometida a un proceso de temple y revenido a alta temperatura. Los aceros para nitrurar tienen entre 0,25% - 0,4% de C y aleantes formadores de nitruros que proporcionan templabilidad. Ventajas:

• Capa superficial con elevada dureza.
• Resistencia a desgaste y abrasión.
• Buen comportamiento a fatiga.
• No hay distorsión en la pieza.
• Las piezas nitruradas pueden trabajar a altas temperaturas y las cementadas no porque se formaría un revenido en la capa.