Tratamientos Térmicos y Mecanismos de Endurecimiento en Aleaciones Metálicas

Precipitación y Envejecimiento del Aluminio

• Mecanismo de endurecimiento por solución sólida: La introducción de átomos de distinto tamaño en una red cristalina matriz dificulta el movimiento de las dislocaciones, provocando el endurecimiento.
• Ley de mezclas para el endurecimiento: En las aleaciones eutécticas y eutectoides, con más de una fase presente, la dureza viene dada por la media de la dureza de las distintas fases, teniendo en cuenta su distribución.

El enfriamiento muy rápido de la austenita con concentración de carbono suficiente provoca la formación de martensita.

En algunas aleaciones ("envejecibles"), por enfriamiento rápido se puede inducir una estructura de precipitados en condiciones de no equilibrio que resulta en una gran dureza del material.

Cementación

Este proceso pretende enriquecer superficialmente las piezas de acero con un porcentaje específico de carbono. Se realiza a temperaturas superiores a los 900 ºC.

Tras conseguir el enriquecimiento en carbono hasta una profundidad determinada, se realiza el proceso de temple. La superficie y el núcleo de la pieza adquieren una estructura martensítica que asegura muy buena resistencia al desgaste en la superficie y buenas propiedades de resistencia a la fatiga en el núcleo. Las piezas tratadas por cementación pueden ser: engranajes, bielas, palieres, bulones, entre otras.

Nitruración

Consiste en la difusión de nitrógeno atómico en la superficie del acero. La finalidad es conseguir una elevada dureza superficial respetando la dureza original en el núcleo de la pieza. Con ello se consigue aumentar la resistencia al desgaste y a la fatiga, además de mejorar la resistencia a la corrosión. La nitruración se realiza a temperaturas comprendidas entre los 490 y los 580 ºC.

Es preferible que las piezas a nitrurar estén previamente templadas y revenidas para que el núcleo ofrezca una resistencia elevada y la estructura martensítica ayude a la obtención de una capa nitrurada más compacta.

La mayoría de los aceros existentes se pueden nitrurar. Los elementos de aleación capaces de formar nitruros (Al, Cr, Mo, V y Ti) proporcionan una mayor dureza, y la capa nitrurada que se obtiene es más uniforme y compacta.

¿Por qué las curvas de transformación tienen forma de C?

A temperaturas inferiores, pero cercanas a la temperatura de transformación de equilibrio, se necesita un tiempo determinado para que comience la transformación. Este tiempo disminuye si se reduce la temperatura (T), pero vuelve a aumentar cuando se encuentra a temperaturas por debajo de la denominada "nariz" de la curva.