Tratamientos Termicos y Endurecimiento Superficial del Acero

Tratamientos Térmicos del Acero

Recocido

Tratamiento cuyo objetivo principal es **ablandar el acero**, **regenerar su estructura** o **eliminar tensiones internas**. Consiste en calentamientos a temperaturas adecuadas, mantenimiento isotermo u oscilaciones a esta temperatura, seguidos generalmente de enfriamiento lento (inferior a la velocidad crítica de temple).

Tipos de Recocido:

• Recocido de Austenización Completa: **Disminuir Dureza**. Sirve para ablandar el acero y regenerar su estructura.
• Recocido de Homogeneización: **Eliminar Segregaciones**.
• Recocido de Ablandamiento: Se calienta el material eliminando los constituyentes que le proporcionan dureza, como la **martensita** y la **bainita**.
• Recocido de Globulización: Se calienta justo por encima de la **temperatura crítica** mediante calentamientos y enfriamientos alrededor de esta temperatura. El objetivo es alcanzar el **máximo ablandamiento** posible, lo cual se consigue obteniendo **cementita** en forma de **glóbulos** en la matriz de **ferrita**.

Temple

Aumentar Resistencia. Se calienta por encima de la **temperatura crítica** hasta completar la **austenización**, luego se enfría rápidamente. Se gana **resistencia** y **tenacidad**. Toda la **austenita** se habrá transformado en **martensita**.

Temple + Revenido

Afinar Grano. El revenido consiste en calentar la pieza después del temple a una temperatura inferior a la **temperatura crítica**, dejándola luego enfriar al aire, agua o aceite según su composición. Su objetivo es **eliminar tensiones residuales**, ya que se obtiene una **martensita** con mejores propiedades para su manipulación. Al calentar un metal, se dilata, por lo que hay un aumento de volumen. Además, si recalentamos mucho, podemos llegar a perder las propiedades obtenidas anteriormente por deformación (libera esfuerzos residuales, mejora **ductilidad** y **tenacidad** a costa de **resistencia** y **dureza**; la dureza disminuye y la tenacidad aumenta si la temperatura de revenido aumenta).

Martempering (Temple Atérmico)

Eliminar Tensiones. Se calienta el acero y se mantiene a temperatura superior a la **temperatura crítica** durante un tiempo suficiente para su completa **austenización**, enfriándolo luego en un baño de sal fundida cuya temperatura (200-300°C) es mayor que Ms (temperatura de inicio de transformación a martensita), enfriando luego la pieza al aire. Se obtiene una estructura **martensítica** con pocas **tensiones**.

Austempering

Consiste en calentar el acero a temperatura superior a la **temperatura crítica**, enfriándolo luego en un baño caliente que es mantenido a temperatura constante hasta que toda la **austenita** se transforme en **bainita**. La primera etapa de enfriamiento tendrá que ser suficientemente rápida para que no se forme **perlita**. El acero queda con **tenacidad elevada**.

Mecanismo de Deformación Plástica

Deformación por Deslizamiento

Este deslizamiento se da sobre planos muy determinados del cristal, llamados **planos de deslizamiento**. Para que se dé el deslizamiento, hay que superar la **tensión crítica de cizallamiento**. El deslizamiento se produce por efectos cortantes de los planos.

Factores que Influyen en el Proceso del Temple

• Medio Enfriador: Naturaleza del fluido refrigerante, estado superficie, temperatura medio enfriador, agitación pieza y fluido.
• Dimensiones Pieza: Cuanto menor sea A/V (área superficial/volumen), menor será la velocidad de enfriamiento; a mayor diámetro, mayor gradiente de temperatura en el interior de la pieza.
• Tipo de Acero: Se mide mediante la **templabilidad**. Un mayor contenido de aleación desplaza las curvas hacia la derecha, aumentando su templabilidad y disminuyendo su velocidad de enfriamiento crítica.

Diámetro Crítico

Diámetro máximo que puede tener una pieza para ser **templada**.

Endurecimiento Superficial

Cementación (con gases)

Es el método más antiguo y uno de los más económicos. Se aplica en aceros con bajo contenido en **carbono**. Consiste en colocar la pieza en una atmósfera con grandes cantidades de **monóxido de carbono** a una temperatura de 930°C. Se consigue una alta concentración de carbono en superficie y, al templar, una alta **dureza** asociada.

Tipos de Cementación:

• Gases
• Sólidos (con carbono)
• Líquidos (con baños de sales)

Nitruración

Introducir **nitrógeno atómico** en la estructura del acero para realizar su disolución intersticial.

Ventajas:

• Mayor **dureza** y **resistencia a la corrosión** que la anterior.
• Ausencia de deformación.
• Conservación de la dureza hasta 500°C.

Endurecimiento Superficial Combinado

Temple más fácil debido al **nitrógeno** (**Cianuración** y **Carbonitruración**).

Temple Superficial

Calentamiento rápido y luego enfriamiento rápido para variar mucho su **gradiente**.

Sulfinización

Mejora su **resistencia al desgaste** de piezas.