tratamientos termicos

1. Tratamientos
Térmicos del Acero

2. Introducción
La siguiente exposición tiene como propósito
ilustrar lo que son los tratamientos térmicos, el
proceso general que se lleva a cabo para modificar
las propiedades iniciales de los materiales, y un
análisis de las características que tiene cada tipo
de tratamiento térmico, así como esquemas, tablas
y diagramas que nos faciliten la comprensión de los
temas.

3. ¿Qué son los tratamientos térmicos?
Se trata de varios procesos industriales
que modifican las propiedades físicas,
mecánicas y químicas de materiales como
los aceros y las aleaciones metálicas.
Generalmente son realizados en un horno,
donde los materiales se calientan a una
alta temperatura en una atmósfera
gaseosa controlada.

4. Proceso general de los tratamientos
térmicos
• Calentamiento hasta la temperatura
fijada.
Esta debe ser uniforme.
• Permanencia a la temperatura fijada.
Tiene como propósito la completa
transformación de la estructura inicial.
• Enfriamiento.
Tiene que ser controlado dependiendo del
tipo de tratamiento térmico.

5. Tipos de tratamientos térmicos
Estos se clasifican en 4 grupos:
• Recocido
• Normalizado
• Temple
• Revenido

6. Recocido

7. ¿Qué es?
Se caracteriza por ser el proceso en donde el calentamiento del
acero se hace a una temperatura elevada durante un largo tiempo
(entre 750°C y 980°C), y enfriado lentamente dentro del horno,
esto con la finalidad de:
• Reducir su dureza.
• Mejorar la maquinabilidad.
• Facilitar el trabajo en frío.
• Producir una microestructura deseada.
• Aumentar la ductilidad.
• Reducir tensiones internas.
Se clasifican en recocido completo, de difusión,
de ablandamiento e isotérmico.

8. Fases del proceso
1. Recuperación: El material recupera propiedades
como su conductividad térmica y eléctrica,
resistividad, etc.
2. Recristalización: Aparecen granos libres de
deformación, no hay dureza ni resistencia pero si
ductilidad.
3. Crecimiento de grano: Se tiene como objetivo un
tamaño de grano homogéneo.
Este proceso depende de la formación de austenita y
su transformación.

9. En resumen…
• Se calienta el metal a determinada temperatura,
esto depende de la aleación, pero es adecuado para
acero con un contendido bajo de carbono.
• Se mantiene la temperatura durante un tiempo
determinado.
• Se deja enfriar lentamente, apagando el horno
pero dejándolo cerrado, esto es para la
temperatura disminuya de forma progresiva. El
proceso finaliza cuando está a temperatura
ambiente.

10. Comparación con otros tipos de recocido
Recocido completo
• Se calienta el
material entre
entre 750°C y
980°C, durante el
tiempo necesario
para dejar enfriar
lentamente al aire.
Recocido de
eliminación de
tensiones
• Se calienta el
material entre
550°C y 650°C
durante 30 a 120
minutos.
Recocido de
ablandamiento
• Se calienta el
material entre
650° y 750°
durante 3 a 4
horas.
Recocido de
difusión
• Se calienta el
material entre
1000°C y 1100°C,
durante tiempos
prolongados.

11. Temple

12. ¿Qué es?
Este tratamiento térmico es en el cual se sumerge
el acero en agua, aceite, aire, sales fundidas o en
una solución acuosa al 10% de cloruro de sodio,
después de haber sido conformadas y
precalentadas en baja temperatura.
Tiene como objetivo:
• Aumentar su dureza.
• Aumentar la resistencia mecánica.
• Disminuir el alargamiento unitario.
• Modificar propiedades eléctricas, magnéticas y
químicas.

13. Procedimiento
1. Calentamiento del metal: No tiene que ser muy elevada la temperatura
(hasta los 500°C), ya que queremos que se forme la austenita, que no haya un
gran crecimiento del grano, y que se disuelvan los carburos.
2. Homogeneización de la temperatura: Dependiendo del tipo de temple, se
mantiene su temperatura durante un tiempo calculado experimentalmente
por cada pieza.
3. Enfriamiento rápido: Es sacado del horno y enfriado en un tipo de fluido, a
una velocidad superior a del temple para obtener la martensita.

14. Medios de temple
• Se aproxima a máxima velocidad de enfriamiento
que puede tener un líquido, se puede usar sin
contaminación y rompe las escamas de óxido.
Agua
• La velocidad de enfriamiento es mayor que la del
agua, hay menos manchas comparado con el
agua, es menos severa la distorsión.
Salmuera
• Se utiliza en los casos donde se desea un mínimo
de distorsión.
Aceite

15. Tipos de Temple
Temple continuo
de austenización
completa
• Aplicación: Aceros
hipoeuctectoides.
• Temperatura: 50°C
encima de A3, se
obtiene martensita.
Temple continuo
de austenización
incompleta
• Aplicación:
Aceros
hipereutectoides.
• Temperatura:
AC1 + 50°C, se
obtiene
martensita y
cementita.
Temple superficial
• Se consigue
zona más
exterior en
martensita.
• Temperatura:
Adecuada para
lograr que un
espesor del
acero sea
austenita.
Temple
escalonado
• Calentar el acero
en temperatura
de austenización
y mantenerlo
para que se
transforme en
austenita.
• Posteriormente
enfriar en baño
de sales pero se
transforma en
martensita.
Temple isotérmico
• Calentar acero a
temperatura de
austenización
hasta que se
obtenga
austenita.
• Se enfría con un
baño de sales
pero se
transforma en
bainita.

17. Revenido

18. ¿Qué es?
Se considera un tratamiento complementario del
temple, porque normalmente se utiliza después de
este. Se calienta a una temperatura inferior y se
enfría a una velocidad conveniente.
Tiene como objetivo:
• Liberar los esfuerzos internos.
• Mejorar la ductilidad.
• Mejorar la tenacidad.
• Mantener la dureza del templado.

19. Procedimiento
Se realiza en hornos de revenido o de sales,
que se equipan con gas protector para
impedir la oxidación.
1. Calentamiento
Para los aceros al carbono de construcción se
calienta a una temperatura de 450 a 600°C,
pero para los aceros de herramientas es de
200 a 350°C. La martensita quita el exceso
de carbono.

20. Procedimiento
2. Mantenimiento de la temperatura
El revenido a baja temperatura es mayor que en las temperaturas elevadas, para
que la temperatura sea homogénea en toda la pieza.
3. Enfriamiento
Su velocidad no tiene influencia sobre el material tratado si no sobrepasan donde
está la zona de fragilidad del material. Se enfría en agua. Si se pasan las
temperaturas superiores a las de fragilidad, se bañan en aceite a 150°C y después
en agua o al aire libre.
Horno de revenido

21. Rango de temperaturas
Revenido a baja
temperatura (160-
300°C)
• Aplicación:
Componentes de
cementación en caja y
herramientas de
trabajo en frío.
• Dureza: 60 HRC.
Revenido de
aceros para
muelles (300-
500°C)
• Aplicación: Aceros para
muelles o aplicaciones
similares.
• Dureza: 45 HRC.
Revenido a alta
temperatura
(500°C o superior)
• Aplicación: Aceros
enfriados rápidamente
y revenidos, para
herramientas de
trabajo en caliente y
acero de alta
velocidad.
• Dureza: Entre 300 HB
y 65 HRC.

22. Normalizado

23. ¿Qué es?
Sus objetivos son:
• Mejorar la maquinabilidad.
• Modificar y refinar las estructuras dendríticas
de piezas de fundición.
• Refinar el grano.
• Homogeneizar la microestructura para el
endurecimiento.
También llamado perlitización, este tratamiento térmico tiene el propósito de
dar al acero una estructura perlítica de grano fino y que tenga una
distribución homogénea. Tiene 2 cristalizaciones: una que se obtiene austenita
y otra que se obtiene ferrita y perlita.

24. Procedimiento
1. Calentamiento
Se calienta la pieza entre 30 y 60°C encima de la
temperatura crítica superior. La austenita se
transforma en ferrita y cementita en un
enfriamiento lento.
2. Mantenimiento de temperatura
Se mantiene el tiempo suficiente para
transformarse completamente en austenita.
3. Enfriamiento
Se deja enfriar al aire para obtener una estructura
uniforme.

25. Temperaturas típicas de normalizado para
aceros al carbono

26. Factores
• La temperatura de cristalización no
debe sobrepasar la temperatura crítica.
• Se mantiene la pieza a esa temperatura
en el tiempo más corto posible.
• La clase y velocidad de enfriamiento
deben ser adecuados para el tipo de
material.
• Se utiliza como tratamiento previo al
temple y revenido, pero también puede
ser un tratamiento térmico final

27. Se consigue…
• Subsanar defectos de operaciones
anteriores.
• Preparar la estructura para siguientes
operaciones tecnológicas.
• Afinar y homogeneizar la estructura.

28. Conclusión
Ya analizados todos estos temas, pudimos observar
las diferentes características que tienen cada tipo
de tratamiento térmico, como es que factores como
la temperatura y el tiempo de enfriamiento puede
afectar de forma crítica el procedimiento que
queramos llevar a cabo y el objetivo que queremos
alcanzar.
Sin duda la industria manufacturera ha tenido
grandes avances por las metodologías que han
podido crear para que se obtengan mejores
resultados al transformar el acero.

29. Referencias bibliográficas
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