Resumen tratamientos térmicos

Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ingeniería
Escuela de Metalúrgica y Ciencia de los Materiales
Metalurgia Física II
Resumen- Tratamientos Térmicos
Preparador(a): Guacare O. Lorena
TRATAMIENTO TÉRMICOS
Tienen por objeto mejorar las
propiedades y características de los aceros y
consisten en calentar y mantener por un
periodo de tiempo las piezas y/o herramientas
de acero u otra aleación a temperaturas
adecuadas y enfriarlos a condiciones
convenientes. De esta forma se modifica la
estructura microscópica (descomposición de
la fase austenítica), bien sea por
transformaciones físicas como en cambios en
la composición química (en ocasiones).
CLASIFICACIÓN DE TRATAMIENTOS
TÉRMICOS
En la figura N° 1 puede observar la
clasificación de los tratamientos térmicos
(T.T).
Figura 1. Clasificación de Tratamientos Térmicos
EL DIAGRAMA TTT
Describe las transformaciones en
condiciones de no equilibrio y son llevadas a
cabo a temperatura constante. Se le denomina
también curvas tipo S.
T.T
Sin cambio de
composición
Recocido
Normalizado
Temple
Revenido
Austempering
Martempering
Con cambios de
composición
Cementación
Cianuro
Carbonitraración
Nitruración
TIEMPO Y TEMPERATURA: Son los
factores que hay que fijar de antemano
basados en:
 Composición.
 Forma geométrica.
 Tamaño de la pieza.
 Características finales a obtener.

Los mismos permiten estudiar la
transformación isotérmica de los aceros
provenientes de la zona austenítica
correspondiente al diagrama de fase de la
aleación. Siendo su principal importancia, la
predicción del tipo de producto y el tiempo
teórico que tardará en formase.
Las transformaciones pueden ser:
(a). Isotérmicos: Por inmersión
de baño de sales fundidas
(b). Enfriamiento continuo:
Enfriamiento dentro del
horno, aire, en agua, etc.
CARACTERÍSTICAS DEL DIAGRAMA:
En la LÍNEA MS, la transformación
es independiente del tiempo, por tanto sólo es
función de la temperatura a la cual el acero es
enfriado rápidamente de manera brusca
(templado). Dicha transformaciones son de
tipo atérmicas; es decir, son adifusionales.
Otra característica es la llamada
NARIZ PERLÍTICA Y/O BAÍNITICA, la
cual nos define la velocidad crítica de temple;
es decir mínima velocidad para alcanzar una
transformación de 100% Martensita sin haber
sometido el material a ninguna otra
formación de fase de carácter difusional.
También se le conoce como el valor mínimo
de tiempo de retardo o período de incubación
necesario.
La LINEA DISCONTINUA, en la
curva tipo S representa el 50% de la
transformación difusional.
MEDIOS DE ENFRIAMIENTO
La velocidad real de enfriamiento
obtenida durante el tratamiento térmico
determina la estructura obtenida, los valores
de dureza y la resistencia mecánica del
componente sometido al tratamiento.
Experimentalmente, se puede determinar la
velocidad de enfriamiento real a una
determinada temperatura, conocida la curva
de enfriamiento, trazando la tangente a la
curva en el punto correspondiente a dicha
temperatura y midiendo su pendiente. Cuanto
más se aproxime dicha tangente a la
horizontal, menor será la velocidad de
enfriamiento. Son muchos los factores que
influyen en la velocidad real de enfriamiento,
pero el más importante de ellos es el medio
de enfriamiento empleado.
En función de la severidad del
enfriamiento (de mayor a menor) los medios
más utilizados son:
1. Solución Acuosa con 10% de Cloruro
de Sodio (salmuera).
2. Agua Corriente.
3. Sales Líquidas o fundidas.
4. Soluciones Acuosas de Aceites
Sulfonados.
5. Aceite.
6. Aire.

Figura 2. Diagrama Hierro Carbono

Figura 3. Diagrama TTT de un acero hipoeutectoide con 0,6 %C.
En la figura 2, se muestra un
diagrama de hierro carbono detallado con los
nombres de las fases y líneas de temperaturas
críticas.
En la figura 3, puede observar un
diagrama TTT que pertenece a un acero
hipoeutectoide con un contenido de carbono
del 0,6% y 1,88% de manganeso. Así mismo,
en el diagrama se representan distintas
trayectorias teóricas de algunos de los
tratamientos térmicos más comunes
empleados en la industria.
Considere además que por cada tipo
de acero hay un diagrama TTT que le
corresponde, debido a que las curvas tipo S
depende de la composición de la aleación; es
decir las curvas de transformación se
desplazarán a la izquierda, derecha, hacia
arriba y/o hacia abajo según sea el tipo de
elemento aleante.
Los elementos aleantes pueden ser:
(a). Gammágenos: Estabiliza la
fase gamma (En aceros en la
austenita)
(b). Alfágenos: Estabiliza la fase de
alfa (En aceros se refiere a la
ferrita alfa)
(c). Carburígenos: elementos que
forman carburos.

FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE
LAS CURVAS TTT
Los elementos gammágenos en el
acero, bajan las temperaturas de
transformación A3 y Ae, con lo cual
disminuyen las temperaturas de las
transformaciones perlíticas. Además el Mn y
el Ni retrasan la nariz perlítica.
Los elementos formadores carburo
tales como Co, V, Cr, etc., retrasan más la
formación de la perlita que la de bainita, ya
que se afecta la nucleación de la cementita.
Los elementos como el Boro en contenidos
que oscilen de 0,0005-0,003% induce el
retraso de la transformación proeutectoide y
zona perlítica de una manera muy notable.
INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE GRANO
AUSTENITICO: Para una misma
composición química, las transformaciones
de la austenita por nucleación y crecimiento
se iniciaran más tarde mientras más grande
sea el tamaño de grano austenítico. En cuanto
se refiere a la transformación de la
Martensita, está se retardará a medida que el
grano sea más fino.
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE
AUSTENIZACIÓN: A temperaturas más
elevadas, mayor será la homogenización de la
fase austenítica y por ello también se retrasan
las transformaciones perlíticas y bainíticas.
Con relación a la formación Martensítica, el
aumento de Taustenización se traduce en una
disminución de la temperatura de Ms (inicio
de formación de Martensita); lo que
claramente para aceros de alta aleación es
debido a: 1) La disolución progresiva de los
carburos y 2) Efecto inhibidor de los
elementos que mantienen el grano fino.
Es importante mantener
presente que siempre va existir
cierta cantidad de austenita
retenida; es decir austenita sin
transformación.

TRATAMIENTOS TÉRMICO SIN
CAMBIO DE COMPOSICIÓN
QUÍMICA.
(a). RECOCIDO: En este T.T., se
ablanda el acero, regenerando la
estructura o eliminando tensiones
internas.
Fases del recocido:
i) Recuperación
ii) Recristalización
iii) Crecimiento de grano
El objetivo:
a. Ablandar y afinar el grano.
b. Aumentar la plasticidad.
c. Incrementar la ductilidad y
tenacidad.
Tipo de Recocido
I. Completo:
Mejora Maquinabilidad,
propiedades eléctricas,
magnéticas y afina el grano.
II. Globulización:
Se realiza a Temp. Intermedias
entre la A1 y A3, y resulta una
menor dureza. Con este se logra
que el carburo de Fe adopte la
forma de partículas redondas.
III. Alivio de Tensión:
También se le conoce como
subcrítico, se aplica luego de un
mecanizado o proceso en frío,
realizado por debajo de la línea
crítica inferior (538 °C – 648
°C), puede dejarse enfriar al aire
pues la velocidad de
enfriamiento no tiene mucha
importancia.
IV. Contra Acritud:
Se aplica después que los
materiales han sido deformados
en frío, ablandándose debido a la
recristalización inducida lo que
genera una elevada ductilidad.
V. Parcial o Intercrítico:
Se emplea para hipoeutectoides.
Se aplica a Temperaturas
Intermedias a las críticas lo cual
imposibilita la descomposición
de la ferrita libre de exceso e
Variables
Estructura
Previa
Tiempo de
Aust.
TaustenizaiónTtransformación
Homogeneidad

impide por ende la modificación
de la estructura.
(b). NORMALIZADO: Consiste en
calentar el acero a una temperatura
por encima de las críticas,
generalmente a unos 50 °C por
encima de la línea crítica superior y
se deja a enfriar al aire. El objetivo
es: 1) subsanar defectos provenientes
de procesos de elaboración o
conformado en caliente. 2) Preparar
la estructura para operaciones
tecnológicas siguientes como un
mecanizado o temple. 3) Tratamiento
térmico final, 4) Afina las laminillas
de cementita presentes en la perlita,
5) Puede de igual forma endurecer el
acero dependiendo del trabajo previo.
(c). TEMPLE: Es un tratamiento térmico
de enfriamiento rápido que dependerá
del tipo de acero a tratar. Este
enfriamiento genera tensiones
térmicas internas asociadas al cambio
de red cristalina del acero, el cual
pasa de cúbica a tetragonal. Los
distintos medios de enfriamiento más
empleados fueron mencionados en
páginas anteriores.
Su finalidad es incrementar la
dureza y resistencia del acero, sin
embargo el material se hace más
frágil, y para recuperar parte de la
ductilidad de un acero templado se
requiere de la aplicación de un
revenido.
A medida que el temple penetra más
allá de la superficie de la pieza, la tensión
térmica sigue hacia el núcleo y en el cambio
volumétrico en la superficie cesa.
Después de culminar el temple, queda
en la superficie tensiones térmicas
remanentes de compresión y en el núcleo
tensiones de tracción. Por otro lado, las
tensiones estructurales producidas varían en
orden inverso con respecto a las térmicas; es
decir en el núcleo hay tensiones de
compresión y en la superficie de tracción.
Son estas tensiones estructurales las
que deben disminuirse con tratamientos
térmicos como el revenido porque suele
causar agrietamientos, fisuras y disminuyen
la resistencia a la fatiga del acero.
Variables
Tiempo de
Aust.
Taustenizaión
Medio
donde se
aplica
Composición
del acero
(%Carbono)

(d). REVENIDO: Se distingue del
temple básicamente de la temperatura
máxima y de la velocidad de
enfriamiento.
(e). AUSTEMPERING: Es un temple
Bainítico. Consiste en calentar en el
acero y luego enfriar en baños de
sales para mantener constante la
temperatura.
Se obtiene mejor estricción,
resiliencia y plegado, se mejora la
resistencia al impacto en
comparación con lo obtenido en el
temple. Con este T.T se evita las
deformaciones y peligrosas grietas
superficiales.
(f). MARTEMPERING: Es un temple
por etapas, donde el primer
enfriamiento se realiza sumergiendo
las piezas en un baño de sal durante
un tiempo conveniente para que la
temperatura se distribuya
uniformemente en todas partes, luego
se extrae del baño y se completa el
enfriamiento en un medio cualquiera
(Véase los diferentes tipos de medios
en la pág. 2).
Hay que tener en cuenta que el
tiempo en el baño de sal no debe ser
excesivo ya que se puede estar
generando temple Bainítico.

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