unidad v tratamientos termicos
DESCRIPTION
Clase de tratamientos termicosTRANSCRIPT
Es el proceso a que pueden someterse los metales, una vez
elaborados, con objeto de mejorar sus propiedades
mecánicas
CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS DE LOS METALES
CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS DE LOS METALES
Trat
am
ien
tos Térmicos
Termoquímicos
Mecánicos
Termo mecánicos
Superficiales
CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS METALES
CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS METALES
Térm
ico
s Té
rmic
os
Temple
Revenido
Recocido
Finalidad:
Alterar las micro estructuras y como consecuencia las
propiedades mecánicas de las aleaciones metálicas
Finalidad:
Alterar las micro estructuras y como consecuencia las
propiedades mecánicas de las aleaciones metálicas
TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS
TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS
Objetivos:
Remoción de tensiones internas
Aumento o diminución de la dureza
Aumento de la resistencia mecánica
Mejora de la ductilidad
Mejora de la maquinabilidad
Mejora de la resistencia al desgaste
Mejora de la resistencia al calor
Mejora de las propiedades eléctricas y magnéticas
TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS
MATERIAL Y TRATAMIENTO TERMICO
EL TRATAMIENTO TÉRMICO ESTÁ ASOCIADO DIRECTAMENTE CON EL TIPO DE MATERIAL.
PORTANTO, DEBE SER ESCOGIDO DESDE EL INÍCIO DEL PROYECTO
DIAGRAMA
HIERRO – CARBONO
Eutéctico
Eutectoide
(perlita)
0.8 4.3
723°C
Tº
oC
E D
K
1129°C
1538
1394
6.67
.
ACEROS HIERROS FUNDIDOS
1129°C
Liquido + Austenita Liquido +
Cementita
Austenita+Cementita
Ferrita + Cementita Ferrita
Hipo Hiper Hipoeutecticos Hipereutecticos
Austenita
Austenita +Ferrita
2 % de C
912 C 723°C
0
TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTOS TERMICOS
TEMPLADO TEMPLADO
El tratamiento de templado es el que se realiza a los
aceros para aumentar su dureza, aumentar la resistencia y
afinar el grano.
También pueden templarse otros materiales que soporten
altas temperaturas, ej. el vidrio, metales, etc.
PROCEDIMIENTO DE TEMPLE PROCEDIMIENTO DE TEMPLE
La operación del templado se realiza en 3 fases:
Calentamiento del metal: hasta una temperatura superior a
la temperatura crítica de eutectoide o eutectica,
dependiendo del contenido de carbono.
Caldeo: la pieza debe permanecer el tiempo suficiente
dentro del horno para que adquiera uniformidad de
temperatura en toda su masa.
Enfriamiento rápido: con el objeto de transformar la austenita
en martensita.
PROCEDIMENTO DEL TEMPLADO PROCEDIMENTO DEL TEMPLADO
TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO
Como ya sabemos, templar un acero significa calentarlo
hasta una temperatura adecuada durante un tiempo
suficiente y luego enfriarla lo suficientemente rápido para
conseguir una estructura martensítica.
Por tanto siendo la autenita el constituyente del acero
que da origen a la martensita, es necesario calentar el
acero hasta esta fase.
TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO
CALENTAMIENTO:
Elevación uniforme desde la temperatura ambiente
(1 min/mm).
Temperatura de templado:
AC = 50º + AC3 (%C < 0.8)
AC = 50º + AC1 (%C > 0.8)
TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO
acicular: Que tem forma de agulha.
in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa
PERMANENCIA (CALDEO): 1 a 2 min/mm.
Temperatura límite de temple: La mínima que debe
alcanzar un acero para que toda masa pueda
transformarse en Austenita
VELOCIDAD CRÍTICA DE TEMPLE:
Es la mínima para que la totalidad de Austenita se
transforme en Martensita.
Varían de 200º a 600º /s.
TEMPLADO DEL ACERO TEMPLADO DEL ACERO
FACTORES QUE INFLUYEN EL TEMPLE FACTORES QUE INFLUYEN EL TEMPLE
1) TAMAÑO DE LAS PIEZAS:
Velocidad en el núcleo menor a la crítica.
Núcleo sin templar.
2) COMPOSICIÓN DEL ACERO:
Temperatura más baja cuando el acero se aproxima mas a
eutectoide (mayor % de C).
Vcrit. disminuye con mayor % de C.
A mas % C, el temple mejora.
Los elementos de aleación como el Mg y Mo y en menor
intensidad el Cr, Si y Ni, disminuyen la Vcrit.
3) TAMAÑO DEL GRANO:
La Vcrit de los aceros de grano grueso es inferior a los de
grano fino.
MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MEDIOS DE ENFRIAMIENTO
El mas adecuado para lograr una velocidad de temple
ligeramente superior a la crítica.
AGUA:
Temperatura máxima 20ºC.
ACEITES MINERALES:
Temperatura combustión : 180ºC
Poco volátiles
Resistentes a la oxidación.
PLOMO
• Para templar herramientas de aceros especiales, muelles
y alambres.
• Enfriamiento, rápido por su gran conductividad.
SALES FUNDIDAS:
• Muy utilizadas actualmente, están formadas por cloruros,
nitratos, carbonatos, cianuros.
• Abarcan temperaturas de 150 a 1300 ºC.
• También se utilizan como medio de calentamiento.
MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MEDIOS DE ENFRIAMIENTO
APLICACIONES DE LOS
MÉTODOS DE TEMPLADO
APLICACIONES DE LOS
MÉTODOS DE TEMPLADO AGUA
Aceros al C de más de 10 mm de espesor o diámetro.
Aceros de baja aleación de más de 25 mm de espesor o
diámetro.
ACEITE
Aceros al C de 5 a 10 mm de espesor o diámetro.
Aceros aleados.
PLOMO
Muelles, cuerdas de piano, herramientas, aceros especiales.
SALES
Tratamientos isotérmicos, herramientas, aceros rápidos.
Enfriamientos de los temples Austempering y Martempering.
APLICACIONES DE LOS
MÉTODOS DE TEMPLADO
APLICACIONES DE LOS
MÉTODOS DE TEMPLADO
DEFECTOS DEL TEMPLADO DEFECTOS DEL TEMPLADO
CAUSAS:
Composición inadecuada del acero.
Falta de temperatura.
Falta de permanencia en la temperatura.
FRAGILIDAD EXCESIVA
Exceso de temperatura.
Exceso de permanencia a la temperatura de templado.
Calentamiento a temperatura elevadísima.
Calentamiento irregular.
GRIETAS Y ROTURAS
Calentamiento demasiado rápido.
Enfriamiento demasiado brusco.
Defecto de la pieza.
DEFORMACIONES
Calentamiento
Calentamiento irregular.
Enfriamiento irregular.
Falta de apoyos adecuados (piezas grandes).
Excesiva complicación en la forma de las piezas.
Empleo de material inadecuado.
DEFECTOS DEL TEMPLADO DEFECTOS DEL TEMPLADO
REVENIDO REVENIDO
El revenido es un tratamiento que sigue al de temple y que
tiene como finalidad reducir las tensiones internas que
ocasiona el temple y mejorar las características del material
reduciendo su fragilidad, ello ocurrirá mediante una ligera
pérdida de dureza de la pieza.
*** Siempre acompaña al temple
Tratamiento complementario al templado, siempre
posterior a este. Mejora la tenacidad (resiliencia) de
los aceros templados a costa de disminuir su dureza,
su resistencia mecánica y su límite elástico.
REVENIDO REVENIDO
PROCEDIMIENTO DE REVENIDO PROCEDIMIENTO DE REVENIDO
Revenido requiere de tres etapas
1) Calentamiento a una
temperatura inferior a la crítica
(eutectoide).
2) Mantenimiento del caldeo, para
igualar la temperatura en toda la
pieza.
3) Enfriamiento, a velocidad
variable, pues no tiene una
especial influencia sobre el
material tratado.
FACTORES DE REVENIDO FACTORES DE REVENIDO
• ESTADO INICIAL DE LA PIEZA
• DEPENDE DEL TEMPLADO PREVIO
• LA TEMPERATURA DEL REVENIDO
• Una temperatura de revenido > a 150ºC, la dureza del
acero revenido decrece sensiblemente en los primeros
30min.
• Para aceros de construcción, varía entre 400º y AC1.
• Para aceros de herramientas, varía entre 200º y 300ºC.
FACTORES DE REVENIDO FACTORES DE REVENIDO
DURACIÓN DEL REVENIDO
• No es conveniente prolongar el revenido por mas de 1 h
pues los beneficios no compensan el costo.
• Los efectos del revenido se obtienen con menos tiempo
de permanencia cuanto mas alta es la temperatura de
calentamiento.
TAMAÑO DE LA PIEZA.
• Produce un efecto nivelador en las piezas gruesas o de
gran diámetro, suavizando las desigualdades en las
piezas grandes.
REVENIDO REVENIDO
TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO
Es el tratamiento térmico que, en general, tiene como:
• Finalidad principal el ablandar el acero
• Regenerar la estructura de aceros sobrecalentados
• Eliminar las tensiones internas que siguen a un
trabajo en frío.
TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO
RECOCIDO TOTAL
El recocido total se utiliza para ablandar completamente
un acero endurecido, por lo general, con el fin de
maquinar con más facilidad los aceros para
herramientas que tienen más de 0.8% de carbono.
TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO
NORMALIZADO
El normalizado es similar al recocido, pero se efectúa con
diferentes propósitos.
A menudo, los aceros al carbono medio se normalizan para
darles mejores cualidades para el maquinado.
El acero de carbono medio (0.3 a 0.6%) puede ser “pastoso”
cuando se maquina después de un recocido total, pero puede
ser suficientemente blando para el maquinado por medio
normalizado.
TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO
NORMALIZADO
• Calentamiento: de 40 a 50º C por encima de AC3.
• Permanencia: 20 min / 20 mm de espesor.
• Enfriamiento: al aire.
• Casi exclusivamente para aceros al C de baja aleación
(0.15 a 0.50%)
TRATAMIENTOS DE RECOCIDO TRATAMIENTOS DE RECOCIDO
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
Son tratamientos que además de incluir procesos de
calentamiento y enfriamiento, modifican la composición del
acero en la capa superficial.
Los principales tratamientos termoquímicos a tratar son:
- CEMENTACION
- NITRURACION
- CIANURACION
- SULFINUZACION
Resultado
Mejora de la resistencia al desgaste de la pieza sin
afectar su ductilidad en su interior.
Aplicaciones
Situaciones donde se desea una superficie con
elevada dureza, resistencia al desgaste, y un núcleo
tenaz y gradiente en capas resistentes al impacto.
Engranajes, Ejes, etc.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
CEMENTACIÓN
Es un tratamiento que se realiza para aumentar la dureza
superficial y la resistencia al desgaste, manteniendo el
núcleo dúctil y tenaz, es decir, se genera en la pieza mayor
resistencia al impacto y a la fatiga.
Es un tratamiento austenítico, donde es introducido carbono
superficialmente, en forma de una capa, por medio del
calentamiento de la pieza de acero en un ambiente rico en
carbón.
CEMENTACION
La pieza es rodeada de un producto carburante y luego
calentado hasta la temperatura austenitica. A seguir se enfría
rápidamente (templado) para generar martensita, con el
rápido enfriamiento de la pieza.
Posteriormente se reviene la pieza, quedando esta con gran
dureza superficial y buena tenacidad en el núcleo.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
CEMENTACIÓN
• Para aceros de bajo contenido de C. (< 0.30) y también
aceros aleados con Ni, Cr y Mo especialmente adecuados
para cementación.
• Se realiza entre 850 oC y 950 oC (acero austenítico y Fe)
por disolución del C, que una vez absorbido por la capa
periférica, se difunde hacia el interior de la pieza.
• La proporción de C en la capa cementada aumenta con la
temperatura de cementación, normalmente entre 0.5% a
0.9%.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
CEMENTACIÓN
• No conviene pasar de 0.9% de C pues se forma carburos y
redes de cementita que tienden a descascarillarse.
• Espesor de cementado: 0.5 a 1.5 mm excepcionalmente 3
a 4 mm em chapas para blindaje.
• Se consiguen durezas después del temple de 60 a 65 HRc
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
CEMENTACION
Productos cementantes:
• Cementados sólidos
• Cementantes líquidos (a la
temperatura de
cementación)
• Gaseosos.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS
“La adquisición de cualquier conocimiento es siempre útil al intelecto, que sabrá descartar lo malo y conservar lo bueno”
Leonardo da Vinci
“La verdadera ignorancia no es la falta de conocimiento, si no la resistencia a adquirirlo”
Sergio Lubel