Tratamientos térmicos.
Estos son operaciones de calentamiento y
enfriamientos de los metales, mediante
los cuales se logran principalmente cambios de la
estructura cristalina, tanto estructura
micrográfica como de constitución, permaneciendo la
composición química inalterada.
Los fundamentales son tres: Recocido, temple y
revenido.
Recocido
Consiste en
un calentamiento a temperaturas adecuadas y una duración
determinada, seguido de un enfriamiento lento hasta
temperatura ambiente. Su objetivo
es destruir estados anormales de los metales y sus
aleaciones, por lo que debido a que
las irregularidades estructurales y constitucionales
endurecen el material, al destruirlas
con el recocido se ablanda los metales y sus
aleaciones.
Se practican
cuatro tipos de recocido principalmente:
Recocido de homogeneización, el cual tiene por
objeto destruir heterogeneidades
químicas de la masa de un metal o aleación,
producida por una solidificación
defectuosa. Se realiza a temperaturas elevadas
cercana a la temperatura de solidificación
del metal y se aplica principalmente a aleaciones no
férreas propensas a segregaciones.
Recocido de regeneración: Tiene por objeto destruir
la dureza anormal del material
producida por enfriamientos rápidos
voluntarios(temple) o involuntarios. Se realiza Clases de tratamientos
también a temperaturas elevadas, aunque menores que
en el caso anterior, y se aplica
exclusivamente a las aleaciones templables, es
decir, a las que se endurecen por
enfriamientos rápidos.
Recocido de estabilización: Tiene por objeto
destruir las tensiones internas producidas
en la masa del metal por su mecanización o moldeos
complicados. Se realiza a
temperaturas comprendidas entre 100 y 200ºC,
manteniendo esta temperatura un
periodo de tiempo prolongado que supera normalmente
las 100 horas. Se aplica a toda
clase de metales y sus aleaciones. Este es en
realidad un envejecimiento artificial, pues
con él se consigue acelerar las deformaciones que se
producirían en el transcurso del
tiempo de forma espontánea, evitando de ésta forma las variaciones de cotas de las
piezas una vez terminadas.
Temple
Consiste en el calentamiento de algunas aleaciones
seguido de un enfriamiento
rápido para impedir la transformación normal del
constituyente obtenido en el
calentamiento.
Existen dos clases de temple: El temple estructural
o martensítico y el temple de
precipitación.
Temple estructural o martensítico: Se aplica
frecuentemente a los aceros y consiste en
un calentamiento hasta la zona austenítica, seguido
de un enfriamiento rápido, para
obtener martensita, que es una solución sólida
sobresaturada en carbono de hierro alfa
tetragonal.
La martensita
es una fase que se origina en la transformación sin difusión y tiene
lugar casi instantáneamente. Esta transformación se
da en otras aleaciones no férreas,
siendo su principal característica la transformación
sin difusión. El objeto del temple es
aumentar la dureza y la resistencia mecánica.
Temple de precipitación: Se aplica principalmente a
algunas aleaciones de Al, Mg y
Cu. Estas se denominan así porque el endurecimiento
se produce por la precipitación de
un compuesto químico o solución sólida. Clases de
tratamientos
Mientras que
en el temple anterior el endurecimiento era instantáneo, en el
temple de precipitación la aleación va endureciéndose después del enfriamiento de
forma progresiva. Muchas veces, es necesario
acelerar el endurecimiento por
calentamiento. Este comportamiento distinto se debe
a que el constituyente obtenido al
final del enfriamiento es el mismo que se había
obtenido en el calentamiento, ya que no
se ha tenido tiempo para que se realice la transformación debido a una velocidad de
enfriamiento Alta. Es después del enfriamiento
cuando la aleación se va endureciendo
por la precipitación progresiva del compuesto.
La causa del
endurecimiento por temple de precipitación estriba en que las
partículas finas de precipitado constituyen
obstáculos que se oponen al movimiento de
dislocaciones
Revenido
Es un tratamiento complementario del temple y se
aplica, por tanto exclusivamente a
las aleaciones templadas. Existen dos clases:
Revenido normal y Revenido de
endurecimiento.
Revenido normal: o simplemente revenido, es el que
se aplica a las aleaciones tratada
por temple martensítico, con el fin de mejorar la
tenacidad de las piezas templadas, a
costa de disminuir su dureza.
La
temperatura es inferior a la de temple, y cuando más se aproxima a ésta y
mayor es la permanencia de tiempo a dicha temperatura
mayor es la disminución de la
dureza y la resistencia y mejor la tenacidad. La
velocidad de enfriamiento no tiene
influencia en el resultado final.
Revenido de endurecimiento o maduración artificial: Se aplica a las
aleaciones que
han sido tratadas por temple de precipitación. Su
objeto es acelerar la precipitación del
compuesto químico que endurece el material, por lo
que produce un efecto contrario al
revenido normal, ya que en lugar de ablandar el
material lo endurece. Las temperaturas
de maduración artificial dependen de las aleaciones
de que se trata, al igual que la
permanencia a dicha temperatura. La velocidad de
enfriamiento tampoco tiene
influencia.
Clases de
tratamientos
Estos son los tratamientos térmicos fundamentales,
aunque después existen otras
variedades que se diferencian en la temperatura y
velocidad de enfriamiento.
Tratamientos termoquímicos.
Son operaciones de calentamiento y enfriamientos de
los metales, con la
aportación de otros elementos a las superficies de
las piezas. Actualmente se emplean la
cementación, cianuración, nitruración,
carbonitruración y la sulfinuzación.
Cementación
Consiste en agregar carbono a la superficie del acero, a una temperatura
determinada. Se aplica a piezas de bajo contenido en
carbono, obteniéndose después del
temple gran dureza superficial y buena tenacidad en
el núcleo.
Nitruración
Es un tratamiento de endurecimiento superficial del
acero por absorción de
nitrógeno, a una temperatura determinada. Este
proporciona una gran dureza superficial
y una gran resistencia a la corrosión sin que se
produzcan grandes deformaciones. Se
utiliza no sólo para endurecer superficialmente las
piezas de maquinarias como
cigüeñales, sino también herramientas, como brocas,
cuyo rendimiento mejora
notablemente.
Cianuración
Es un tratamiento intermedio entre la cementación y la nitruración, ya que el
endurecimiento superficial se consigue por una
acción combinada del carbono y el
nitrógeno a una temperatura determinada.
La
cianuración no sólo se utiliza para
endurecer superficialmente a aceros de
bajo contenido en carbono, sino aceros de aleación media cuyo núcleo interesa que
quede con buena resistencia.
Carbonitruración
Se consigue al igual que en el caso anterior un
endurecimiento superficial del
acero por la absorción simultánea de carbono y
nitrógeno, estribando la única diferencia
es que mientras en el caso anterior se realizaba con
cementantes líquidos en un baño de Clases de tratamientos
cianuro sódico, en este caso se hace por medio de
gases, con lo que también se puede
denominar cianuración gaseosa.
Sulfinuzación
Se consigue
con él incorporar a la capa superficial de los metales y los aceros,
carbono, nitrógeno y sobre todo azufre, mediante su
inmersión en un baño especial y a
una temperatura determinada.
Tratamientos mecánicos.
Los tratamientos mecánicos en caliente se denominan
forja, y consiste en
deformar el metal, una vez calentado a temperaturas
elevadas, golpeándolo por encima
de la recristalización.
Con ello se
mejora la microestructura, ya que afina el grano y la
macroestructura, pues suelda sopladuras y cavidades
en el metal.
Los
tratamientos mecánicos en frío consisten en deformar el metal a
temperaturas inferiores a la de recristalización,
bien sea golpeándolo, por trefilado,
laminación u otros procedimientos. Esto provoca un
aumento de la acritud del material,
es decir, un aumento de la dureza, la resistencia
mecánica y disminución de la
plasticidad.
Tratamientos termomecánicos.
Son combinaciones de los tratamientos térmicos, con
las deformaciones
mecánicas del material en alguna fase del proceso.
El más empleado es el Ausforming,
que se basa en la deformación de la austenita antes
de la transformación en martensita.
Tratamientos superficiales.
Aquí se incluyen los procedimientos de mejora superficial de materiales más
empleados. Dos de éstos tratamientos es la
metalización y el cromado duro.
Metalización
Consiste en proyectar un metal fundido o en estado
plástico pulverizado sobre la
superficie de otro, con lo que se consigue dar a la
superficie de un metal las Clases de tratamientos
características del otro, si es que son superiores
en algún concepto; como mejor
resistencia al desgaste, corrosión...
Cromado duro:
Es un proceso electrolítico que con arreglo a una
técnica especial confiere a la
capa del cromo depositado propiedades muy superiores
a la obtenida por el cromado
corriente decorativo. Con el se consigue disminuir
el coeficiente de rozamiento de la
superficie de los metales y aumentar la resistencia
al desgaste.
