Tratamiento térmico de metales.
El tratamiento térmico de metales es un proceso que cambia la microestructura interna o la química de la superficie de un producto para mejorar su rendimiento y calidad. Estos cambios normalmente no son visibles a simple vista. Al mismo tiempo, la forma y la composición química general de la pieza permanecen sin cambios.
El acero es el material más popular en la ingeniería mecánica debido a su compleja microestructura, que se controla mediante tratamiento térmico. Además del acero, los metales y aleaciones como el aluminio, el cobre, el magnesio y el titanio también se tratan térmicamente para cambiar sus propiedades mecánicas, físicas y químicas.
Tipos de tratamiento térmico
El tratamiento térmico general implica calentar toda la pieza y luego enfriarla a un ritmo determinado, lo que cambia sus propiedades mecánicas. Principales tipos de tratamiento térmico del acero:recocido, normalizado, endurecido y revenido.
Recocido
El producto se calienta a una temperatura determinada, se mantiene durante un tiempo determinado y luego se enfría lentamente.
Objetivo: Reducir las tensiones internas, mejorar la maquinabilidad o prepararse para posteriores pasos de procesamiento.
Normalización
Calentar la pieza a la temperatura requerida y luego enfriarla al aire. Proporciona una estructura más fina, mejorando las propiedades mecánicas.
Endurecimiento
Calentamiento a alta temperatura seguido de enfriamiento rápido en agua, aceite o soluciones especiales. Aumenta la dureza del acero, pero lo vuelve quebradizo.
Vacaciones
Después del endurecimiento, el material se calienta a una temperatura inferior a 650 grados, se mantiene y se enfría. Esto reduce la fragilidad del acero manteniendo su resistencia.
Etapas de tratamiento térmico.
El proceso de tratamiento térmico incluye tres etapas:calentar, mantener y enfriar.
Calor
El calentamiento se realiza mediante combustible (carbón, gas) o calefacción eléctrica, lo que permite un control más preciso del proceso. Para evitar la oxidación, la superficie del metal se protege con una atmósfera de gases inertes, recubrimientos o vacío.
Extracto
Una vez alcanzada la temperatura requerida, el producto se mantiene para asegurar un calentamiento uniforme y cambios estructurales.
Enfriamiento
La velocidad de enfriamiento está determinada por el tipo de tratamiento: enfriamiento lento para recocido, enfriamiento más rápido para normalización y enfriamiento rápido para endurecimiento.
Propósitos del tratamiento térmico
Mayor dureza y resistencia.: El temple y revenido aumenta la resistencia al desgaste y al impacto.
Mejora de la viscosidad: El recocido y la normalización reducen la fragilidad.
Aliviar el estrés interno: Se eliminan las tensiones que surgen durante el procesamiento.
Mayor maquinabilidad: El recocido suaviza el material, facilitando el corte y la perforación.
Resistencia a la corrosión: El endurecimiento de la capa superficial mejora la durabilidad.
Optimización de la estructura del grano.: La normalización mejora las propiedades mecánicas, haciendo que el material sea homogéneo.
Tratamiento térmico de varios aceros.
Acero carbono
Acero con bajo contenido de carbono: recocido (700 a 750 grados) o normalizado (870 a 920 grados).
Acero con medio y alto contenido de carbono: endurecimiento (760–820 grados) y revenido (150–650 grados).
Acero aleado
Endurecimiento (850 a 900 grados) seguido de templado (300 a 650 grados), lo que garantiza un equilibrio preciso entre dureza y tenacidad.
Acero para herramientas
Se somete a recocido (700 a 900 grados), endurecimiento y revenido (150 a 500 grados) para obtener una dureza máxima y una fragilidad reducida.
Acero inoxidable
El recocido por recristalización (1000-1150 grados) mejora la resistencia a la corrosión.
El temple y envejecimiento de los aceros martensíticos aumenta la resistencia.
Precauciones para el tratamiento térmico
Sobrecalentar: Provoca el engrosamiento del grano, perjudicando las propiedades mecánicas.
Deformación: El riesgo aumenta si no se sigue el régimen de enfriamiento.
Oxidación y descarbonización.: Reduce la dureza de la superficie.
Fragilización por hidrógeno: Reduce la ductilidad y la resistencia cuando se calienta en una atmósfera de hidrógeno.
Se utilizan hornos de vacío, revestimientos protectores y control de temperatura para minimizar estos riesgos.
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