¿Qué es el tratamiento térmico?
El objetivo del tratamiento térmico es modificar las propiedades físicas y mecánicas del metal mediante procesos de calentamiento y enfriamiento, sin alterar su forma fundamental.
El objetivo principal del tratamiento térmico es fortalecer los materiales, mejorar su conformabilidad o hacerlos ideales para el mecanizado. Para obtener los resultados deseados, el proceso básico de este tratamiento consiste en calentar y enfriar a temperaturas extremadamente altas o bajas.
La importancia del tratamiento térmico no solo reside en facilitar el proceso de fabricación, sino también en optimizar el rendimiento, las numerosas características y las mejoras que puede aportar al producto terminado.
Proceso común de tratamiento térmico:
Endurecimiento:
El proceso básico de temple consta de dos pasos: calentamiento y temple. Al calentar un acero y mantenerlo a una temperatura ideal durante un tiempo, la perlita se transforma en austenita.
Para evitar que el acero se vuelva demasiado frágil para mecanizarlo correctamente, es necesario realizar el temple rápidamente aplicando agua o aceite sobre el acero. La microestructura de una pieza de acero endurecida es ferrita, martensita o cementita.
Revenido:
El objetivo principal del revenido es alcanzar un estado de equilibrio. Un acero, tras ser endurecido y templado durante un tiempo adecuado, suele calentarse a una temperatura estrictamente controlada para obtener la dureza y resistencia ideales; esto es lo que llamamos "revenido".
Las temperaturas más altas darán como resultado una alta ductilidad, pero baja resistencia y dureza. Las temperaturas de revenido más bajas producirán baja ductilidad, pero alta resistencia y dureza. Casi todos los aceros al carbono endurecidos requieren un proceso de revenido para reducir su fragilidad y así garantizar su correcto funcionamiento en la aplicación.
Recocido:
El recocido consiste en enfriar lentamente el acero a alta temperatura hasta temperatura ambiente. Su objetivo es lograr alta ductilidad y tenacidad, pero baja dureza. La práctica habitual consiste en calentar un componente a la temperatura adecuada, sumergirlo a esa temperatura y apagar el horno mientras el componente se encuentra en él.
Normalizado:
El proceso de normalizado consiste en calentar el acero, mantenerlo a esa temperatura durante un tiempo y luego enfriarlo al aire.
La microestructura del acero dará lugar a una mezcla de ferrita y cementita, que presenta mayor resistencia y dureza, pero menor ductilidad. Es una práctica común en estructuras y componentes estructurales que se utilizarán para mecanizado, ya que mejora la maquinabilidad de los aceros al carbono.
Otros tratamientos térmicos y sus propósitos:
Nitruración
La nitruración es un proceso de tratamiento térmico que difunde nitrógeno en la superficie de un metal para crear una superficie cementada. Los aceros de bajo carbono y de baja aleación son dos tipos de materiales que se aplican comúnmente mediante este proceso. Las aplicaciones comunes incluyen engranajes, cigüeñales, árboles de levas, seguidores de levas, piezas de válvulas, tornillos de extrusoras y otras herramientas y matrices. Existen tres métodos/medios principales utilizados para este proceso: nitruración gaseosa, nitruración en baño de sales y nitruración por plasma.
Carburación
Este proceso consiste en calentar el acero o el hierro a una temperatura deseada inferior al punto de fusión, en presencia de un material líquido, sólido o gaseoso que se descompone para liberar carbono al alcanzar la temperatura utilizada. La superficie tendrá un mayor contenido de carbono que el material principal. Cuando el acero o el hierro se enfría rápidamente mediante temple, el mayor contenido de carbono en la superficie exterior se endurece, mientras que el núcleo permanece blando.
Tratamiento bajo cero
El tratamiento bajo cero consiste en enfriar los componentes a una temperatura muy baja. Su objetivo principal es aumentar la dureza y la resistencia, y reducir la fatiga del metal. Generalmente, se aplica inmediatamente después del temple y antes de cualquier revenido. Es una práctica común en engranajes, rodamientos, herramientas y otros elementos que requieren mayor resistencia al desgaste y durabilidad.
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