40. Tratamientos térmicos: Templado, revenido, recocido, normalizado.
El objetivo es conseguir modificar la estructura interna del material, persiguiendo alguno de estos objetivos.
-Lograr una estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad.
-Obtener la máxima dureza y resistencia.
-Eliminar tensiones internas para evitar deformaciones posteriores al mecanizado.
-Eliminar la acritud ocasionada por una deformación en frío.
-Conseguir una estructura más homogénea.
-Variar alguna propiedad física.
El acero es una aleación de hierro (Fe) y carbono (C). El % de C es el que determina la capacidad del acero de recibir un tratamiento químico. Hay aceros de alto, medio y bajo contenido en C:
Bajo entre 0´03 y 0´3 %
Medio entre 0´35 y 0´53 %
Alto entre 0´60 y 1´50 %
Las fundiciones, en cambio, tienen el C superior al 2%, a mayor contenido de C mayor endurecimiento. Los aceros de bajo contenido de C van a necesitar entonces métodos para un endurecimiento superficial. En cambio a los aceros de alto y medio C les llega con un tratamiento térmico (la profundidad en la que le afecte dependerá del contenido en C).
-Templado: Está dirigido a aceros de alto y medio C. Se calienta el acero por encima de 760º C, se deja durante un tiempo para que se equilibre la temperatura y luego se enfría súbitamente hasta la temperatura ambiente sumergiéndolo en agua o aceite.
Esto genera una solución de hierro-carbono llamada martensita, muy dura y resistente, pero también muy frágil. Con un templado hemos cambiado la ductilidad del hierro por una mayor resistencia.
Un enfriamiento rápido también va a provocar deformaciones en la pieza. Lo normal es que un acero templado a secas no se pueda usar y halla que someterlo luego a un revenido.
-Revenido: Siempre se aplica después del templado (nunca solo). Se calienta un poco mas el material (entre 200º y 700º C) y luego se deja que enfrié lentamente, librando todas las tensiones. Con esto conseguimos que la martensita se convierta en ferrita y cementita (menos duras pero mas dúctiles). Según el tiempo y la temperatura se puede conseguir una flexibilidad bastante grande.
-Recocido: Deshace los efectos del templado y el revenido, hay que volver a recalentar hasta la temperatura crítica y se deja enfriar lentamente; así se establecen propiedades mecánicas de una aleación no endurecida. Muchas veces se aplica sin que haya habido un endurecimiento anterior para eliminar cualquier esfuerzo o deformación residual que pudiese quedar en la pieza; entonces esta vuelve a un estado relajado y blando que restablece la curva de tensión- deformación inicial.
-Normalizado: Hay tablas de aceros comerciales que después del laminado o de conformarlo en bruto, se dice que han sido “normalizados”. Es parecido al recocido, pero sometiendo al material a un poco monos de tiempo a temperatura elevada, y enfriándolo más rápido que en este (acero mas resistente y duro, pero menos dúctil que uno que ha sido recocido).
Si una pieza es muy grande o muy gruesa es difícil obtener una dureza uniforme en el interior si calentamos solo el exterior se denomina “ endurecimiento superficial” o “cimentación”, con lo que se evita la distorsión asociada con el templado de una pieza grande.
Si el acero tiene suficiente C se puede conseguir que la superficie quede templada y revenida, en los aceros bajos en C, (también llamados dulces) lo que hay que hacer es calentar la pieza en una atmósfera especial rica en C, N o en ambos, y luego templarla.
A este proceso se le llama carburación, nitrurización o cianurización.
Para endurecer una pieza grande de acero de alto carbono se pueden usar dos métodos de endurecimiento superficial.
-Endurecimiento por llama.
-Endurecimiento por conducción.
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