tratamientos termicos
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Introduccion a tratamientos termicos de losTRANSCRIPT
Escuela Especializada en Ingeniería ITCA-Fepade
Tema:
Tratamientos Térmicos
Carrera:
Técnico en Ingeniería Mecatrónica
Docente:
Ing. Walter Ramírez
Alumno:
Arévalo Mejía, Bryan Arévalo.
Grupo:
MTN-12
Carnet:
048615
Fecha: 21/08/2015.
INDICE
ContenidoINTRODUCCION.....................................................................................................1
OBJETIVOS.............................................................................................................3
Objetivo General:..................................................................................................3
Objetivos Específicos:...........................................................................................3
TRATAMIENTOS TERMICOS.................................................................................4
LA METALOGRAFIA:...............................................................................................5
TIPOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS................................................................6
CAMBIOS ALOTROPICOS DEL HIERRO........................................................6
TEMPLE:...............................................................................................................8
1. Fase de Calentamiento:..............................................................................9
2. Fase de Permanencia:..............................................................................10
3. Fase de Enfriamiento:...............................................................................10
HORNOS:...........................................................................................................11
REVENIDO:........................................................................................................14
RECOCIDO:........................................................................................................14
CEMENTACION:.................................................................................................15
NITRURACION:..................................................................................................15
INTRODUCCIONMETALES
Los metales son un grupo de
elementos químicos con unas
características que los hacen muy
útiles para el hombre, entre las que
destacan la conductividad (caso del cobre), la resistencia mecánica (hierro y
acero), la resistencia a las altas temperaturas (wolframio), etc.
O sea, tenemos un metal o aleación para
cada necesidad de la técnica.
Todos ellos son sólidos a temperatura
ambiente, excepto el mercurio.
Los metales no suelen presentarse en la naturaleza en forma pura, sino formando
óxidos que se encuentran en los minerales. Por ejemplo, la Hematita es un mineral
que contiene óxido férrico (Fe2O3) con algunas trazas de otros minerales como
aluminio, magnesio, etc. Otro mineral usado para obtener el hierro es la magnetita.
Hay otros metales que se presentan en forma pura, como las pepitas de oro
En general, se puede decir que los metales tienen las siguientes propiedades:
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Maleabilidad: Podemos hacer láminas de muchos de ellos al pasar por
rodillos especiales o con otras técnicas donde se le somete a esfuerzos de
compresión.
Ductilidad: Con técnicas apropiadas, formamos hilos al someterlo a
esfuerzos de tracción.
Tenacidad: Esto sería lo contrario de la fragilidad, o sea, los metales
presentan gran resistencia a romperse cuando reciben golpes.
Resistencia mecánica: Cuando los sometemos a las diferentes fuerzas
(tracción, torsión, comprensión...) suele comportarse muy bien.
Dureza: La dureza de los metales es muy variable. Tenemos el acero con
una gran dureza o el aluminio, que es considerado un metal blando. La
dureza se define como la resistencia que presenta un material a ser rayado.
Además de las anteriores, también son opacos, con alta densidad, alto punto de
fusión y muy buenos conductores del calor y la electricidad.
Podemos clasificar los metales en base al color, la densidad, los resistente que
sea.. Sin embargo, dado que el hierro ha sido el metal más usado con mucha
diferencia, los metales se suelen clasificar en ferrosos (si tienen hierro) y no
ferrosos (no tienen hierro).
OBJETIVOS.
Objetivo General:
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Dar a conocer cuáles son los tratamientos térmicos que se les dan a los hierros y
conocer la importancia de estos a la
mejora de las propiedades del acero o
hierro.
Objetivos Específicos:
Dar una idea básica de los tipos de tratamientos térmicos que se hacen en
la industria a los aceros.
Reconocer la importancia de este procedimiento a la mejora del material.
Explicar el funcionamiento de cada tipo de tratamiento térmico.
TRATAMIENTOS TERMICOS.
La construcción de maquinaria es uno de los eslabones más importantes de la
economía de cualquier país, los metales y sus aleaciones son la base para la
fabricación de esas maquinarias y equipos para las distintas ramas de la industria.
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Es imposible elevar la calidad, confiabilidad y plazo de servicio de una maquinaria
sin dar a los materiales metálicos propiedades especiales lo cual se logra con los
“TRATAMIENTOS TERMICOS”.
Aplicación
Para aplicar el tratamiento térmico es preciso saber las propiedades de metal en
sus diversos estados estructurales, ósea saber las relaciones que existen entre las
propiedades del metal y su estructura. El tratamiento térmico es parte integrante
de la metalografía.
LA METALOGRAFIA:
Es la ciencia que estudia las relaciones entre la composición, estructura y
propiedades de los metales y sus aleaciones. La ciencia ha descubierto que en el
acero a determinada temperaturas de calentamiento se producen
transformaciones internas que cambian su estructura y sus propiedades y que el
acero tienen temperaturas críticas.
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Demostró que dichas temperaturas varían en función del contenido de carbono en
el hierro y lo represento con este diagrama:
TIPOS DE
TRATAMIENTOS TÉRMICOS.
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El grado de temperatura alcanzado y la rapidez de enfriamiento distinguen a los
variados tratamientos térmicos, los más importantes son:
Temple.
Revenido.
Recocido.
Existen también tratamientos especiales como:
Cementación.
Nitruración.
Cianuracion.
Estos últimos se diferencian de los demás ya que se refieren a los aceros de
construcción que contienen baja cantidad de carbono.
Los metales en estado sólido presentan una estructura cristalina sus átomos se
colocan unos junto a otros de forma organizada ocupando los vértices de una red
cubica que cambia a determinadas temperaturas.
CAMBIOS ALOTROPICOS DEL HIERRO
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Hierro Alfa:
Cuando el hierro se encuentra a temperatura ambiente los átomos forman una red
cubica centrada, este tipo de estructura se mantiene hasta los 910°C temperatura
a la cual las aristas están ocupadas por 8 átomos de hierro y el centro por un solo
átomo este hierro es de estructura ferritica.
Estructura Hierro Alfa.
Hierro Gama:
Despues de los 910°C los atomos adquieren cierta movilidad, se rompen los
cristales de hierro alfa y desaparece el atomo, del centro a esta temperatura se
forman otros atomos nuevos y distintos que en la red cubica pasan a centrarse en
las caras.
Comportamiento de Atomos en
Hierro Gama.
Hierro Delta:
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Desde los 1400°C hasta los 1528°C el hierro puro vuelve a tomar la estructura
cristalina de un cubo de cuerpo centrado.
Hierro Liquido:
A partir de los 1539°C el hierro se vuelve liquido ya que ha llegado al punto de
fusion.
Hierro Liquido.
TEMPLE:Se denomina al tratamiento termico por el cual el acero se caliente a temperatura
de temple se lo mantiene a esa temperatura y se lo enfria rapidamente.
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°C
T E M P E R A T U R A
TIEMPO (HORAS-MINS)
PERMANENCIA
CALENTAMIENTOENFRIAMIENTO
D
E
Por medio del temple se consiguen durezas cuya cuantilla depende del contenido
de carbono del acero.
El proceso del temple esta dividido en 3 partes
1. Fase de Calentamiento: La temperatura maxima ha ser alcanzada es 1139 °C combienen distinguir
entre los aceros de menor y mayor contenido de carbono a partir del 0.89%
de carbono, la temperaatura de temple con menos de 0.89% C debe ser
50°C superior a la linea DB para poder lograr detener la austenita (La
austenita es una forma de ordenamiento distinta de los átomos de hierro y
carbono. Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que
oscilan entre los 900 a 1400 ºC.).
Para los aceros con más del 0.89%C es suficiente rebasar la temperatura
unos 50° o 70°C de la línea BC
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A B C
0
°C
%C
910
723
°C1139
0.89 1.76
2. Fase de Permanencia: Es necesario mantener las pieces a la temperatura dada de calentamiento
para que lleguen a su fin los procesos de transformacion de fases y
estructura en todas las zonas de metal.
Generalmente el
tiempo de
mantenimiento de a
la temperatura dada
debe ser igual 1/4 ó
1/5 del tiempo de
calentamiento.
3. Fase de Enfriamiento: De la velocidad de enfriamiento depende del tipo de estructura final de los
acero las transformaciones seran las siguientes:
Enfriamiento lento.
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Enfriamiento Rápido
HORNOS:
Los medios de calentamientos mas
aconsejables para los tratamientos termicos
son los hornos ya que disponen de
controles para medir y graduar la
temperatura deseada, estos hornos
puedem marcar hasta 1200°C.
En los hornos la temperatura debe ser
alcanzada de manera uniforme y en el
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Horno industrial para tratamientos térmicos o Muflas
menor tiempo posible graduandose de 10 en 10°C para garantizar un
calentamiento equilibrado.
Las camaras de los hornos deben de estar protegidas de manera que no permitan
la entrada de gas o aire, para evitar esto se emplea las MUFLAS, que son
camaras de material relfactario en las cuales se introducen piezas que necesitan
Temple completo luego de que estas piezas han alcanzado la temperatura de
Temple deben ser tomada con tenazas, ganchos o alambres que no hagan
contacto con las superficies a templar, para luego sumergir el conjunto en el baño
de temple, el trabajador debe de protegerse con guantes, delantal de amiento y
gafas.
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La inmersion de las piezas en el baño del Temple se ejecuta de acuerdo a la
forma, longitud y tamaño de cada pieza.
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Baño de Temple
En el Temple de inmersion completa es muy necesario que las piezas sean
agitadas tanto para acelerar el enfriamiento como para eliminar la capa de vapor
que se produce
alrededor de la pieza
caliente.
Hay varios medios para
realizar el enfriamiento
de las piezas a ser
templadas:
Agua. Es el medio con el que se consigue el enfriamiento con mayor
rapidez y una mayor resistencia de la pieza.
Aceite.
Aire
La cantidad de liquido que constituye el baño sea agua o aceite debe ser tal que
pueda absorver el calor de la pieza.
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Unos cubos metalicos son los recipientes mas sencillos para el enfriamieto.
REVENIDO:
Es un tratamiento posterior al temple, consiste en calentar una pieza templada a
temperaturas menores y a continuación a
enfriarla, por medio del revenido se
busca hacer el acero más tenaz gracias a
su mayor dureza, al aumentar la
temperatura de revenido disminuye la
dureza.
RECOCIDO:
Es la acción de calentar una pieza hasta una temperatura determinada,
mantenerla en esta temperatura y enfriarla después generalmente con lentitud. De
esta forma se eliminan las tensiones internas del metal y las solidificaciones de la
textura no deseada, para realizar el recocido de eliminación de tensiones internas
originadas por la conformación en frio o caliente se eleva la temperatura hasta
500°C o 600°C.
Para realizar el recocido de ablandamiento se eleva la temperatura entre 680°C y
820°C, en los aceros aleados la temperatura debe ser más alta con este
tratamiento reduce la dureza de los aceros y se los puede trabajar con mayor
facilidad.
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Horno de Revenido
Para realizar el recocido normalizado y según el contenido de carbono se eleva la
temperatura entre 850°C y 950°C con este proceso se elimina la estructura
demasiado gruesa del grano y se origina una nueva uniforme de grano fino
llamada también REFININADA.
CEMENTACION:
La Cementación es el proceso de saturación con carbono de la superficie de las
piezas de acero, la cementación se realiza con el objeto de mantener alta dureza
en la superficie de una pieza conservando la tenacidad en su núcleo lo cual
significa aumento en la resistencia al desgaste y del límite de fatiga del metal.
A la cementación se someten las piezas fabricadas con aceros de bajo contenido
de carbono hasta de 0.25% que trabajan en condiciones de desgaste por contacto
bajo la acción de carga por ejemplo: casquillos, pernos de émbolos, levas,
engranajes, cigüeñales, etc. La cementación se realiza a temperaturas superiores
entre 900°C y 950°C cuanto menos carbono contenga el hacer mayor deberá de
ser la temperatura de calentamiento.
NITRURACION:
Se denomina al proceso de saturación de la superficie del acero con nitrógeno, el
procedimiento se realiza con presencia de amoniaco a temperatura de 480°C a
650°C a estas temperaturas se forma el nitrógeno atómico que se difunden en las
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capas superficiales de la pieza para la nitruración se emplea los aceros aleados
con porcentaje medio de carbono que contienen cromo, tungsteno, molibdeno,
vanadio y aluminio.
Las superficies nitruradas logran extrema dureza y un alto grado de resistencia por
desgate de rozamiento por lo cual se les utiliza en cilindros, camisas de motores,
etc. Piezas que están sometidas a permanente fricción y altas temperaturas.
Finalmente señalemos que en la actualidad se emplean otras formas de
tratamientos térmicos a los aceros y fundiciones como ellos el tratamiento laser,
La nitrocementación y la metalización por difusión
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