Tratamientos Térmicos y Termoquímicos de los Aceros: Guía Completa

Introducción a los Aceros y sus Tratamientos

Hierro Alfa

Aparece a temperaturas inferiores a 768 grados. Su capacidad para formar soluciones sólidas es muy débil. Una solución sólida es una solución en estado sólido de uno o más solutos en un disolvente.

El soluto puede incorporarse de dos formas: bien por sustitución o de forma interdiscal. Cristaliza en forma de cubo centrado en el cuerpo.

Hierro Gama

Se forma a temperaturas entre 900 y 1400 grados. Cristaliza en forma de cubo centrado en las caras. Puede disolver un 2% del carbono. Esta solución sólida se llama austenita.

Cementita

Es carburo de hierro. Contiene entre un 6% y un 94% de hierro. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, con una dureza superior a 68 HRC. Puede tener el carbono de tres maneras distintas: disuelto, combinado y libre.

Ferrita

Solución sólida intersticial. Es el constituyente más blando del acero. Es hierro alfa casi puro.

Perlita

Es más dura que la ferrita. La perlita normal es laminar.

Austenita

Es una solución sólida de carbono y hierro Gama. No es estable a temperatura ambiente. Solo es estable a temperatura superior a 723 grados. Es dúctil y tenaz, y blando y denso, y resistente al desgaste.

Martensita

Principal constituyente de los aceros templados. Solución sólida de carbono y hierro alfa sobresaturada. Son duros y resistentes, pero frágiles y menos dúctiles. El enfriamiento rápido o temple de acero austenizado hasta temperatura ambiental origina martensita.

Tratamientos Térmicos de los Aceros

Tienen como objetivo alcanzar diferentes propiedades de los aceros:

• Dureza y resistencia
• Variar propiedades físicas
• Estructura homogénea
• Eliminar tensiones
• Menor dureza y mayor maquinabilidad
• Eliminar acritud

Recocido

Es ablandar y afinar el grano, eliminar tensiones de acritud. Se realiza calentando la pieza adecuada y enfriando después lentamente. Aumenta las propiedades de alargamiento, ablandamiento y plasticidad.

Recocido de Ablandamiento

Cuando hay que mecanizar piezas templadas, porque elimina martensita. El enfriamiento debe ser muy lento.

Temple

Es el más importante de los tratamientos térmicos. Transforma la ferrita en martensita. Se calienta el acero a temperatura elevada, que se transforma en austenita, y después un enfriamiento rápido para obtener martensita.

Medio de Enfriamiento

• Agua: Enfriamiento rápido para conseguir temple muy fuerte para templar el acero al carbono.
• Aceite mineral: Enfriamiento un poco más lento que el agua. Depende de la viscosidad.
• Metales y sales fundidas: Para tratamientos isotérmicos. Su tratamiento es similar al del aceite por agitación. Se logra aumentar la velocidad de enfriamiento.
• Aire en calma: Para templar algunos aceros especiales de velocidad de enfriamiento pequeña.

Temple Superficial

Calentamiento superficial rápido que hace que solo una capa delgada alcance la temperatura de austenización, seguido de un enfriamiento rápido. Así que queda el núcleo blando y la superficie dura.

Temple Superficial Soplete Oxiacetileno

Calienta la superficie con un soplete de oxiacetileno hasta la austenización y seguidamente enfría con chorro de agua a presión.

Temple Superficial por Inducción

Consiste en el calentamiento superficial de la pieza por medio de corrientes inducidas de alta frecuencia, seguido de la introducción en el medio de enfriamiento. Técnica utilizada para el calentamiento.

Revenido

Tratamiento que sigue al temple para eliminar tensiones y fragilidad. Consiste en calentar piezas templadas a una temperatura inferior al punto Ac1 para que la martensita sea más estable, terminando con un enfriamiento rápido.

Tratamientos Termoquímicos

Para modificar la composición química de los aceros, adicionando otros elementos con el fin de mejorar sus propiedades, sobre todo en dureza, resistencia y corrosión. Los principales son la cementación, nitruración, cianuración y sulfinización.

Cementación

Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capa exterior de una pieza de acero.

Sustancias Cementantes

Pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. Se suministra carbón en estado atómico. Cualquier cementante necesita carbono.

Hay tres tipos de cementantes: sólidos, líquidos y gaseosos.

Nitruración

Es un tratamiento de endurecimiento aplicado a ciertos aceros. Permite obtener durezas elevadas y resistentes a la corrosión. Después no es necesario ningún tratamiento térmico. Se efectúa en hornos especiales.

Termopares

Los más empleados se funden en una corriente eléctrica por efecto de la variación de temperatura en la soldadura de dos metales distintos.