Tratamientos térmicos
Objetivo
Conocer el procedimiento mediante el cual se desarrolla el
tratamiento térmico y el comportamiento que tiene el material que es sometido
de manera de beneficiar la vida de su servicio.
Definicion
Definicion
El
tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal
en su estado sólido a temperaturas y condiciones determinadas para cambiar sus
propiedades mecánicas como la dureza, resistencia y su elasticidad. Nunca alteran las
propiedades químicas. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico
son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono.
Tipos
de tratamientos térmicos
-Recocido:
consiste en calentar un material hasta una temperatura dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se
utiliza,para suprimir los defectos del temple y aumentar la plasticidad, ductilidad
y tenacidad del acero.
Si la
variación de temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones internas que
inducen grietas o deformaciones. El grado de plasticidad que se quiere dotar al
metal depende de la velocidad de enfriamiento y la temperatura a la que se
elevó inicialmente.
-Normalizado
: Es un tratamiento térmico que se
emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se
consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos
de forja, laminación o tratamientos defectuosos.
Se
hace como preparación de la pieza para el temple.
Se
practica calentando rápidamente el material hasta una temperatura crítica y se
mantiene en ella durante un tiempo. A partir de ese momento, su estructura
interna se vuelve más uniforme y aumenta la tenacidad del acero.
-
Temple : se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza llamado
martensita.
Se
trata de elevar la temperatura del acero hasta una temperatura cercana a 1000
ºC y posteriormente someterlo a enfriamientos rápidos o bruscos y continuos en
agua o aceite .Al obtener aceros martensíticos, en realidad, se pretende
aumentar la dureza. El problema es que el acero resultante será muy frágil y
poco dúctil, porque existen altas tensiones internas.
-El
revenido es el tratamiento térmico que sigue al temple. Recuerda que un acero
templado es aquel que tiene una dureza muy alta, pero tiene el inconveniente de
ser frágil y poco porque tiene tensiones internas. El revenido consiste en
calentar la pieza templada hasta cierta temperatura, para reducir las tensiones
internas que tiene el acero martensítico .
De esto modo, evitamos que el acero sea frágil, sacrificando un poco la
dureza. La velocidad de enfriamiento es, por lo general, rápida.
Tratamientos
superficiales
El objetivo fundamental es aumentar la
dureza superficial, la resistencia al desgaste y el límite de fatiga de la
pieza que se trata. El núcleo de la pieza se conserva dúctil y tenaz y soporta
las cargas de impacto.
El
temple superficial se realiza calentando la capa superficial del acero hasta
una temperatura superior al punto critico y con el enfriamiento posterior a una
velocidad superior a la critica para obtención de la martensita.
-Temple por llama :Este proceso es también conocido como “shorter
process”, “flameado”, se emplea para endurecer superficialmente ciertas piezas
de acero, que por su forma o dimensiones, no pueden ser endurecidas por otros
métodos, se puede utilizar la llama de oxiacetileno, gas del alumbrado, gas
natural y otros gases derivados del petróleo y de la gasolina. El temple por
llama oxiacetilénica es el más utilizado.
El procedimiento consiste en templar
determinadas zonas de las piezas, calentándolas con una llama oxiacetilénica y
enfriándolas luego rápidamente.
-Endurecimiento por induccion:Este procedimiento se utiliza para
endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero, por temple de su zona
periférica. El calentamiento por corriente de alta frecuencia se efectúa en muy
pocos segundos, pudiéndose además si se desea, localizar el tratamiento en
zonas muy limitadas.
Las piezas se colocan en el interior de una
espira o conjunto de espirales de forma apropiada, a través de la cual se hace
pasar una corriente eléctrica de alta frecuencia que calienta las piezas a
temperaturas elevadas luego se enfría rápidamente con una ducha de agua o
introduciéndolas en recipientes de agua o aceite.. La corriente eléctrica crea
en el interior de las espirales un campo magnético alternativo, que a su vez da
lugar a corrientes eléctricas alternativas de alta frecuencia en las piezas,
que son suficientes para calentar el acero.
Tratamientos termoquímicos
Mediante este tipo de
tratamientos, el metal sufre procesos de calentamiento y enfriamiento y se
varía la composición química superficial de los aceros, adicionando otros
elementos para mejorar las propiedades en la superficie, principalmente la dureza
o resistencia a la corrosión.
-Cementación: Consiste en aumentar la cantidad
de carbono de la capa exterior de los aceros. Se mejora la dureza superficial.
Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste.
-Nitruración: Consiste en
endurecer la superficie de los aceros y fundiciones. Las durezas son elevadas y
tienen alta resistencia a la corrosión. El componente químico añadido es
nitrógeno.
-Cianuración o
carbonitruración: Se trata de endurecer la superficie del material introduciendo
carbono y nitrógeno. Es una mezcla de cementación y nitruración.
La temperatura es
intermedia entre la utilizada para la cementación y la nitruración.
-Sulfinación: Se trata de
introducir en la superficie del metal azufre, nitrógeno y carbono en aleaciones
férricas y de cobre. Se aumenta la resistencia al desgaste, favorecer la
lubricación y disminuir el coeficiente de rozamiento.
Ejemplos
-Hornos semicontinuos
Estos hornos realizan
procesos a temperaturas en el rango de 780 a 900 °C de forma semicontinua .Se
tratan piezas pequeñas a granel como flejes, tornillos, clavos, pijas,etc.
Se utilizan para temple
y revenido, carburización y carbonitruración.
-Reactores criogénicos.
En estos equipos se
realizan tratamientos a temperaturas bajo cero. La temperatura se hace
descender lentamente con ayuda de hielo seco, nitrógeno gaseoso y nitrógeno
líquido.
Se utilizan básicamente
para lograr la transformación de la austenita retenida en martensita, especialmente
en aceros de alto carbono y aceros para herramienta.
- Hornos de baños de sales.
Estos hornos son muy
versátiles, ya que se pueden utilizar diversos rangos de temperaturas, que van
desde 140 a 1200 °C. Se utilizan para realizar los siguientes tratamientos
térmicos: recocido, normalizado, relevado de esfuerzos, cementado,
carbonitrurado, temple y revenido.
-Hornos de vacío
Estos hornos resuelven
el problema de la oxidación y la descarburización superficial de una forma muy
eficiente. A través de una profunda succión, se desaloja casi todo el aire que
podría oxidar la superficie durante el tratamiento térmico. Una vez logrado el
vacío entre las resistencias y la pieza, comienza el calentamiento por medio de
una lenta radiación. Después el temple se realiza con nitrógeno a una presión
de hasta 6 bars. Las temperaturas máximas de estos hornos son de hasta 1260 °C
empleándose para los siguientes tratamientos: recocido, normalizado, relevado
de esfuerzos, temple .
Importancia de los
tratamientos térmicos en VW
El tratamiento térmico se
asocia con el aumento de la resistencia del material , pero también puede ser
utilizado para alterar ciertos objetivos tales como mejorar manufacturabilidad
a máquina , por lo tanto es un proceso de fabricación muy favorable que no solo
puede ayudar a otro proceso de fabricación , si no también puede mejorar el
rendimiento del producto por aumento de la fuerza u otras características
deseables.
Cuestionario
-Es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido a temperaturas y condiciones determinadas para cambiar sus propiedades mecánicas.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-Consiste en calentar un material hasta una temperatura dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se utiliza,para suprimir los defectos del temple y aumentar la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-Se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza llamado martensita.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-¿En que consiste el normalizado?
R= Es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos de forja
-¿Es el tratamiento térmico que sigue al temple?
R= el revenido
-¿cual es el objetivo de aumentar la resistencia superficial ?
R= para tener mas resistencia al desgaste
-Se trata de introducir en la superficie del metal azufre, nitrógeno y carbono :
R =sulfinación
-__Temple por llama __Este proceso es también conocido como “shorter process”, “flameado”, se emplea para endurecer superficialmente ciertas piezas de acero, que por su forma o dimensiones, no pueden ser endurecidas por otros método
-__Cementación__ Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capa exterior de los aceros. Se mejora la dureza superficial. Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste.
Blibliografia
Dibujo
https://onedrive.live.com/redir?resid=8206DBEE05441EF7!386&authkey=!AEKsuLekwZPcC-8&ithint=file%2cpptx
Cuestionario
-Es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido a temperaturas y condiciones determinadas para cambiar sus propiedades mecánicas.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-Consiste en calentar un material hasta una temperatura dada y, posteriormente, enfriarlo lentamente. Se utiliza,para suprimir los defectos del temple y aumentar la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-Se utiliza para obtener un tipo de aceros de alta dureza llamado martensita.
a) temple b) tratamiento termico c) recocido
-¿En que consiste el normalizado?
-¿Es el tratamiento térmico que sigue al temple?
R= el revenido
-¿cual es el objetivo de aumentar la resistencia superficial ?
R= para tener mas resistencia al desgaste
-Se trata de introducir en la superficie del metal azufre, nitrógeno y carbono :
R =sulfinación
-__Temple por llama __Este proceso es también conocido como “shorter process”, “flameado”, se emplea para endurecer superficialmente ciertas piezas de acero, que por su forma o dimensiones, no pueden ser endurecidas por otros método
-__Cementación__ Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capa exterior de los aceros. Se mejora la dureza superficial. Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste.
Blibliografia
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/09/tratamientos-termicos.pdf
http://es.slideshare.net/BlannCka/importancia-de-los-tratamientos-trmicos
Dibujo
https://onedrive.live.com/redir?resid=8206DBEE05441EF7!386&authkey=!AEKsuLekwZPcC-8&ithint=file%2cpptx
