Trabajo de procesos de manufactura

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
EXTENSION SAN CRISTOBAL
PROCESOS TERMICOS
Docente:
Claudia luna
Alumna:
Kiara Reyes
26024304

2. Tratamientos Térmicos
Se conoce como tratamiento térmico el proceso que comprende el calentamiento
de los metales o las aleaciones en estado sólido a temperaturas definidas,
manteniéndolas a esa temperatura por suficiente tiempo, seguido de un
enfriamiento a las velocidades adecuadas con el fin de mejorar sus propiedades
físicas y mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los
materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero
y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos
térmicos diversos a los sólidos cerámicos.

3. Los Principales Tratamientos Térmicos
Son:
TEMPLE:
El temple es un proceso térmico por el cual las aleaciones de acero y
el endurecen. Estos metales constan de metales ferrosos y aleaciones.
Esto se realiza calentando el material a una cierta temperatura,
dependiendo del material, y luego enfriándolo rápidamente. Su
finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se
calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la
crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos
Equipos
Hay tres tipos de hornos que se utilizan comúnmente en temple: horno
baño de sal,​ horno continuo, y la caja de horno. Cada uno se utiliza en
función de lo que otros procesos o tipos de temple se está haciendo en
los diferentes materiales.
Velocidad de calentamiento
El calentamiento debe ser gradual para evitar grietas y tensiones
térmicas
Medios de enfriamiento
Cuando se temple, hay muchos tipos de sustancias donde enfriar.
Algunos de los más comunes son: aire, las sales fundidas, el aceite, la
salmuera (agua salada) y el agua. Estos medios se utilizan para
aumentar la severidad del enfriamiento.
 El agua es el medio de enfriamiento más extendida,
especialmente para aceros al carbono y algunos aceros de baja
aleación, pero no es el fluido ideal. Su acción puede mejorarse
con la adición de sustancias que elevan el punto de ebullición,
por ejemplo con NaCl o NaOH.
 El aceite mineral es adecuado para aceros aleados de baja y
media, que es capaz de formar austenita estable y luego
transformada con una baja velocidad crítica de endurecimiento.
Es más cerca del fluido ideal, reduciendo la tensión interna y
defectos del temple.
 El aire se recomienda para alta aleación y las piezas complejas
de baja o media aleación.
 Las sales fundidas, adecuado para piezas relativamente
pequeñas y de acero bien templado, especialmente aconsejable
en tratamientos sustitutivos de temple isotérmico.

4. Los Principales Tratamientos Térmicos
Son:
Revenido
Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a este. El revenido ayuda al templado
a aumentar la tenacidad de la aleación a cambio de dureza y resistencia, disminuyendo su fragilidad.
Tipos de revenido
Baja temperatura o eliminación de tensiones.
Finalidad: Reducir tensiones internas del material templado sin reducir la dureza.
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la
dureza inicial, calentar la pieza de 200 °C a 300 °C, mantener la temperatura constante (dependiendo del
espesor de la pieza), sacar la pieza del horno, enfriarla, determinar la dureza final.
Alta temperatura
Finalidad: Aumentar la tenacidad de los aceros templados
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la
dureza inicial, calentar la pieza de 580 °C a 630 °C, mantener la temperatura constante, sacar la pieza del
horno y enfriarla preferiblemente al aire, determinar la dureza final.
Estabilización
Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener estabilidad dimensional.
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la pieza a 150 °C,
mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del horno y enfriarla preferentemente al aire,
determinar la dureza final.
Factores
Los factores que influyen en el revenido son los siguientes :
 Temperatura de revenido
 El tiempo de revenido
 Velocidad de enfriamiento
 Dimensiones de pieza
 Fases del revenido[editar]
El revenido se hace en tres fases
 Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.
 Mantenimiento de la temperatura
 Enfriamiento
Tipos de horno
Horno de revenido - hasta 650 °C
Horno de baño en sales - hasta 1000 °C
Horno a combustión con carro automatizado
El Revenido Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los
efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad

5. Los Principales Tratamientos Térmicos
Son:
Recocido
El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el
ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de
tensiones internas generalmente en metales. Consiste básicamente en
un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C)
seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra
aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.
Objetivos
Los objetivos del recocido son tanto eliminar las tensiones internas
producidas por tratamientos anteriores (como el templado) como
aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material.
Etapas
El recocido se realiza en tres etapas: primero se calienta el material
hasta la temperatura de recocido, después se mantiene la temperatura
durante un tiempo determinado. Por último se deja enfriar el material
lentamente. Se deben preparar debidamente las piezas que se vayan a
recocer. Se debe eliminar la herrumbre y el óxido.
.
Tipos de recocido
Recocido de eliminación de tensiones
Por medio de la deformación en frio se presentan tensiones el material
Recocido de ablandamiento
Los materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9%) son difíciles
de trabajar mediante arranque de viruta (torneado, fresado, etc) o
mediante deformación en frío.
Recocido normal
Mediante el recocido normal se afina el grano de la estructura y se
compensan las irregularidades de las piezas producidas por
deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales como doblado,
fundición, soldadura, etc.
Recocido por cortocircuito
El recocido por cortocircuito es el tratamiento térmico mediante
corriente eléctrica que tiene como fin principal ablandar el metal
usando el efecto Joule para regenerar la estructura molecular de
metales sobrecalentados que al enfriarse han acumulado tensiones
internas y que es imprescindible eliminarlas para en el caso del cobre
obtener un cobre de alta conductividad eléctrica y para lograrlo se
debe necesariamente recocer o revenir el metal.

6. Los Principales Tratamientos Térmicos
Son:
Normalizado
El 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.
El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados Celsius por encima de la temperatura crítica superior,
tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente
para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una
estructura uniforme.
Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución
uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.
Factores que influyen
La temperatura de cristalización no debe sobrepasar mucho la temperatura crítica.
El tiempo al que se debe tener la pieza a esta temperatura deberá ser lo más corto posible.
El calentamiento será lo más rápido posible.
La clase y velocidad de enfriamiento deberán ser adecuados a las características del material que se trate

7. Tratamientos termoquímicos
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que,
además de los cambios en la estructura del acero, también se producen
cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo
diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos
tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados
en atmósferas especiales.
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la
dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz,
disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la
resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la
resistencia a la corrosión.

8. Tratamientos termoquímicos
Cementación
La cementación es un tratamiento termoquímico que se aplica
en piezas de acero. El proceso aporta carbono a la superficie
mediante difusión, que se impregna modificando su
composición. aumenta la dureza superficial de una pieza de
acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la
superficie.
Utilidad
La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una
pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por
dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de
carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie
(de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de
carbono. Consiste en recubrir las partes a cementar de una
materia rica en carbono, llamada cementante, y someter la
pieza durante varias horas a altas temperaturas (típicamente,
900 °C).
Aceros de cementación
Son apropiados para cementación los aceros de bajo contenido
de carbono. El cromo acelera la velocidad de penetración del
carbono. Los aceros al cromo níquel tienen buenas cualidades
mecánicas y responden muy bien a este proceso.
Tipos de aceros para cementación[
Aceros para cementación al carbono: Cementación a 900 °C - 950 °C,
Aplicaciones: Piezas poco cargadas y de espesor reducido, de poca
responsabilidad y escasa tenacidad en el núcleo.
Aceros para cementación al Cr-Ni de 125 kgf/mm2: Cementación a 850 °C -
900 °C,
Aplicaciones: Piezas de gran resistencia en el núcleo y buena tenacidad.
Elementos de máquinas y motores. Engranajes, levas, etc.
Aceros para cementación al Cr-Mo de 95 kgf/mm2: Cementación a 890 °C -
940 °C
Aplicaciones: Piezas para automóviles y maquinaria de gran dureza superficial
y núcleo resistente. Piezas que sufran gran desgaste y transmitan esfuerzos
elevados. Engranajes, levas, etc.
Aceros para cementación al Cr-Ni-Mo de 135 kgf/mm2: Cementación a 880
°C - 930 °C
Aplicaciones: Piezas de grandes dimensiones de alta resistencia y dureza
superficial. Máquinas y motores de máxima responsabilidad, ruedas dentadas,
etc.

9. Tratamientos termoquímicos
Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en
mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra
calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de
gas amoníaco, más nitrógeno.
Aplicaciones de la nitruración
La nitruración se aplica principalmente a piezas que son sometidas regularmente a grandes
fuerzas de rozamiento y de carga, tales como pistas de rodamientos, camisas de cilindros, árboles
de levas, engranajes sin fin, etc. Estas aplicaciones requieren que la piezas tengan un núcleo con
cierta plasticidad, que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza que resista la
fricción y el desgaste.
Las piezas que se hayan pasado por un proceso de nitruración se pueden usar en trabajos con
temperaturas de hasta 500 °C (temperatura de nitruración), temperatura a la cual el nitrógeno
comienza a escaparse de la pieza, eliminando los efectos de la nitruración y disminuyendo la
dureza de la pieza.

10. Tratamientos termoquímicos
 Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de
acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se
aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
 Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono
y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como
metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono
(CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es
necesario realizar un temple y u
 n revenido posterior.
 Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción
del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja
temperatura (565 °C) en un baño de sales.

11. Ejemplos de tratamientos
Endurecimiento del acero
El proceso de endurecimiento del acero consiste en el calentamiento del
metal de manera uniforme a la temperatura correcta y luego enfriarlo con
agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada. El endurecimiento produce
una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión)
y disminuye la ductilidad. El acero al carbono para herramientas se puede
endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquiere
aproximadamente entre los 790 y 830 °C, lo cual se identifica cuando el metal
adquiere el color rojo cereza brillante. Cuando se calienta el acero, la perlita
se combina con la ferrita, lo que produce una estructura de grano fino llamada
austenita. Cuando se enfría la austenita de manera brusca con agua, aceite o
aire, se transforma en martensita, material que es muy duro y frágil.

12. Ejemplos de tratamientos
Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
Los tratamientos térmicos básicos de mejora de propiedades de las aleaciones de
aluminio son los tratamientos de precipitación. Constan de las etapas de puesta
en solución, temple y maduración o envejecimiento. También se realizan
tratamientos de recocido.

13. Tabla de temperaturas para revenido de acero endurecido
Color Grados C Tipos de aceros
Paja claro 220 Herramientas como brocas,
machuelos
Paja mediano 240 Punzones dados y fresas
Paja oscuro 255 arroz con pollo
Morado 270 Árboles y cinceles para madera
Azul oscuro 300 Cuchillos y cinceles para acero