Según el Metals Hand Book:
“Es una combinación de operaciones de calentamiento y
enfriamiento de tiempos determinados y aplicadas a un
metal o aleación en el estado sólido en una forma tal que
producirá propiedades deseadas.”
Todos los procesos básicos de T.T para aceros incluyen
la transformación de la austenita
La Naturaleza de estos productos de transformación
determinara las propiedades físicas y mecánicas de
cualquier acero
lineas de temperatura critica.
I.- Aceros Hipoeutectoides: 0,8% C
• Al enfriarse la austenita, se cruza la
Línea de Temperatura Crítica Superior
A3.
•El cambio alotrópico ocurre a 910ºC
de hierro FCC a BCC, para hierro puro,
y a medida que aumenta el contenido
de C, dicha temperatura disminuye,
siguiendo A3.
•La Línea de Temperatura Crítica
inferior A1, es la Temp. Eutectoide
mínima para que exista hierro FCC en
condiciones de equilibrio.
II.- Aceros Hipereutectoides:
0,8%C
• Al enfriarse la austenita, se cruza la
Línea de Temperatura Crítica
Superior Acm.
•La Línea de Temperatura Crítica
inferior A31, es la Temp. Eutectoide
mínima para que exista hierro FCC en
condiciones de equilibrio.
Los Tratamientos Térmicos más usados son:
• Recocido
• Temple
• Normalizado
• Revenido
• Cementación
• Nitruración
Recocido:
Con este nombre se conocen varios
tratamientos cuyo objeto es ablandar el
acero; otras veces se desea regenerar la
estructura o eliminar tensiones internas
Consiste en calentamientos a temperaturas adecuadas, seguidos generalmente de enfriamientos lentos
CLASES DE RECOCIDO EN LA INDUSTRIA
♣ Recocido de Austenización Completa o de Regeneración:
•En este caso el calentamiento se hace a una temperatura ligeramente más elevada que la Crítica Superior ( A 3 + 75ºC ) y luego el material se enfría muy lentamente preferiblemente en el horno, o cualquier material que sea buen aislante del calor.
•Sirve para ablandar el acero y regenerar su estructura. Generalmente piezas forjadas, piezas moldeadas, o aquellas que han permanecido a altas temperaturas.
•Se dice que han sido recalentadas y es indispensable este recocido antes del temple, para evitar que se fracturen en dicho proceso.
♣♣ Recocido Subcrítico:
•El calentamiento se hace por debajo de la temperatura crítica inferior.
•Las piezas pueden enfriarse al aire sin que se endurezcan.
•Con este tratamiento se eliminan tensiones y se aumenta la ductilidad.
1.Recocido de Ablandamiento:
•Se calienta el acero hasta una temperatura inferior a la crítica Ac1, y luego se enfría al aire.
•Se consigue buena dureza para mecanizar posteriormente-
2. Recocido contra la Acritud:
•Se efectúa a temperaturas entre 550 y 650 ºC, y tiene por objeto aumentar la ductilidad de los aceros de poco contenido de carbono (menos de 0,4%) estirados en frío. El enfriamiento se suele efectuar al aire.
•Posteriormente se logra laminar o estirar el material sin dificultad
3.Recocido Subcrítico Globular:
•Se utiliza para obtener en los aceros al carbono y de baja aleación, una estructura globular de muy baja dureza.
•Se calienta a temperaturas ligeramente inferiores a la crítica inferior Ac1, y se enfría lentamente en el horno. Doble Recocido: Cuando se desean obtener muy bajas durezas se suele dar a los aceros, primero un recocido de regeneración y luego otro subcrítico.
NORMALIZADO
• Consiste en un calentamiento a temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior, seguido de un enfriamiento en aire tranquilo.
• El propósito de este tratamiento es producir un acero más duro, y más fuerte que el obtenido por recocido total.
• Sirve para destruir los efectos de un tratamiento anterior defectuoso.
• Se eliminan las tensiones internas, se uniformiza el tamaño de grano.
• Se utiliza casi exclusivamente para los aceros de construcción al carbono o de baja aleación.
TEMPLE
•El temple tiene por objeto, endurecer y aumentar la resistencia de los aceros y darles tenacidad.
•Se calienta a una temperatura más elevada que la crítica superior, y se enfría rápidamente en el medio más conveniente: agua, aceite, baño de sales, etc.
•El Temple está condicionado por tres factores:
a)Temperatura
b)Tiempo
c)Medio de Enfriamiento
•Después de estos enfriamientos drástico aparece microscópicamente la martensita como una estructura blanca acicular o tipo aguja
Tiempo: El tiempo de permanencia a la temperatura de temple se calcula generalmente en 5 min para aceros de baja aleación y en 10 min para los altamente aleados, esto porcada 10 mm de espesor.
Medio de Enfriamiento: Se utilizará el medio de enfriamiento adecuado según el tipo de acero, ya que el peligro de fisura o deformaciones aumenta si el medio es demasiado agresivo.
Temperatura: Generalmente debe efectuarse entre 40ºC y 60ºC, de la temperatura Crítica Superior. Generalmente se introduce la pieza en el horno precalentado.
Características Importantes de la Transformación Martensítica
• La transformación es sin difusión y no hay cambio en la composición química.
• La transformación se produce sólo solo enfriamiento y cesa si este se interrumpe.
•La temperatura de inicio de formación de la Martensita, se denomina Ms y la de final de formación Mf
• El intervalo de temperatura de formación de la martensita (Ms –Mf ) es característico de una aleación
REVENIDO
• Es un tratamiento que se da a las piezas de acero que han sido previamente templadas.
• Consiste en un calentamiento a temperatura inferior a la crítica Ac1 .
•Tiene por finalidad disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados,
• Se eliminan las tensiones creadas por el temple y se mejora la tenacidad, quedando la pieza con la dureza deseada
Características generales del revenido
•Es un tratamiento que se da después del temple
•Se da este tratamiento para ablandar el acero
•Elimina las tensiones internas
•La temperatura de calentamiento está entre 150 y 500 ºC (inferior a AC1, porque si austenizamos nos cargamos el temple previo)
•El enfriamiento puede ser al aire o en aceite
Fases del revenido El revenido se hace en tres fases:
• Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.
• Mantenimiento de la temperatura, para igualarla en toda la pieza.
• Enfriamiento, a velocidad variable, no es relevante pero tampoco debe de ser excesivamente rápido.
Revenido del acero rápido
Se hace a la temperatura de 500 a 600°C en baño de plomo fundido o de sales. El calentamiento debe ser lento, el mantenimiento del caldeo será por lo menos de media hora; finalmente se deja enfriar al aire.
Dos revenidos sucesivos mejoran las características mecánicas y las de corte de los aceros rápidos.
Calentamiento: El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450 a 600°C, mientras que para los aceros de herramientas la temperatura de revenido es de 200 a 350°C. En esta fase la MARTENSITA, a la que se llega con el TEMPLE expulsa el exceso de carbono.
Mantenimiento de la Temperatura: La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.
Enfriamiento :La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es conveniente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al aire libre.
DIAGRAMAS DE TRANFORMACIÓN ISOTERMA T-I
• Para los aceros enfriados en condiciones fuera de equilibrio, el Diagrama Fe-Fe3C, tiene poco valor.
• La Austenita es inestable por debajo de la temperatura crítica inferior A1 , es necesario saber cuanto tiempo necesitará para empezar a transformarse a una temperatura subcrítica específica, cuanto tiempo necesitará para estar completamente transformada y cual será la naturaleza del producto de transformación.
Curvas de enfriamiento sobrepuestas en un Diagrama T-I, para un Acero Eutectoide. Las porciones remarcadas representan la transformación.
Curva 1: Velocidad de enfriamiento muy baja, típica del Recocido Convencional. La transformación comienza cuando cruce el punto X1, el producto será PERLITA GRUESA y culminará en X’ 1. Como hay una ligera diferencia de temperatura entre el principio y el final, también habrá una ligera diferencia en la finura de la perlita.
Curva 3: Velocidad de enfriamiento mayor que la del recocido y puede considerarse típica de Normalización. La transformación empezará en X3 con perlita gruesa y estará completa en X’ 3, al formarse PERLITA MEDIA.
Curva 5: Típica de una rapidez intermedia de enfriamiento. Empezará a transformarse en X5, a PERLITA FINA. Esta continuará hasta que la curva quede tangente a un porcentaje de transformado (ejm. 25%), en X´5. Cuando se cruce la línea Ms en X´´5, la austenita restante se transforma en MARTENSITA. Resulta una estructura con 75% de MARTENSITA y 25% de PERLITA
