El documento trata sobre los procesos de ingeniería de procesos y automatización. Describe brevemente la evolución de los materiales de construcción a través de la revolución industrial, incluyendo la introducción del hierro fundido y el acero. También cubre los principales tratamientos térmicos como el temple, revenido y normalizado, y sus objetivos de modificar las propiedades de los aceros. Finalmente, resume las características y propiedades de varias microestructuras importantes.

1. -Ingenieria de proceso y automatización-
POSTGRADO

2. Durante la revolución industrial de los siglos XVIII y XIX, los materiales básicos de construcción eran escasos, había madera, piedra, ladrillo y
mortero, hierro y acero.
En 1709, Abrahán Darby estableció un alto horno para hierro fundido y comenzó a reemplazar al hierro forjado
A fines de la década de 1850,Henry Bessemer inventó un nuevo proceso de fabricación de acero, BOF (arrabio-carbón)
Con la llegada del siglo XX, se mejoraron los materiales ligeros como cromo aluminio, magnesio, berilio, titanio, aluminuros de titanio, plásticos
de ingeniería, cerámica estructural y compuestos con polímero.

3. 1. Es someter un metal a diferentes ciclos de calentamiento y enfriamiento a determinados tiempos de
permanencia y enfriamiento con el objetivo de modificar sus propiedades mecánicas, las cuales cambian
debido al reacomodo atómico lo que trae como consecuencia la modificación de la microestructura ".
2. "Es el proceso en el que el acero en estado sólido, es sometido a uno o varios ciclos de calentamiento y
enfriamiento para variar alguna o varias de sus propiedades de la forma requerida o deseada”
By metal handbook

4. Mediante los TSTS es posible obtener una
microestructura deseada o combinación de
ellas, de acuerdo a la aplicación del acero.
El movimiento de los átomos, conocido como difusión, es
importante para muchos tratamiento térmicos y procesos de
manufactura, así como para las propiedades físicas y
mecánicas.
Un grano de 0.25 mm de diámetro (ASTM 1) contiene aprox. 3
billones de átomos, es como observar 1.2 granos por pulgada
cuadrada a 100X.

5. Clasificación AISI - SAE
x
1 0 100
Acero ordinario, no aleado
1.00% C

6. En el diagrama de equilibrio o de fases Fe-C, se representan las transformaciones que sufren los aceros con la temperatura y %
de Carbono Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado es el
acero.
A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado.

7. 8
3 550 °C
1 536 °C

8. Importaciones y
exportaciones
Recursos
Humanos
Resumen de características y propiedades de Microestructuras
Elemento Estructura Obtención
Resistencia
(kg/mm²)
Dureza
(HB)
Alargamiento
(%)
Otros
Austenita FCC
Por enfriamiento brusco de
aceros de alto % de C o aceros
de lata aleación
88-115 300 30-60
No magnética,
blanda, dúctil y
muy tenaz
Ferrita BCC
Por enfriamiento lento de
aceros hipoeutectoide
30 70-90 35
Blanda, dúctil,
maleable
Cementita
Carburo,
Ortorrómbico
En aceros hipereutectoides 640 0
Duro, frágil, sin
resiliencia
Perlita
Eutectoide Ferrita
+ Perlita
Por enfriamiento lento de la
austenita
85 200-250 10
Asemeja huella
dactilar
Martensita
BCT, Solución
solida
sobresaturada de C
en hierro α
Por enfriamiento rápido de la
austenita desde la fase de
100% de Austenización
170-250 700 0.5 -2.5
Ahujas
aciculares a 60 ◦
Troostita
Laminas alternadas
de Feα y
Cementita
Descomposición isotérmica de
la austenita a temperaturas
entre 550 y 600◦ C
140-175 400 -500 5 -10 Nodular
Sorbita
Agregado de Fe α y
Cementita
Descomposición isotérmica de
la austenita a temperaturas
entre 600 y 650◦ C
88 - 140 250-400 10 - 20 Resiliente
Bainita
Superior
Arborescente
Descomposición isotérmica de
la austenita a temperaturas
entre 500 y 580◦ C
160 -220 400 3 - 10
Temple
Bainitico
Bainita
Inferior
Acicular
Descomposición isotérmica de
la austenita a temperaturas
entre 250 y 450◦ C
170-230 600 1 - 5
Temple
Bainitico

9. Curva de enfriamiento aceite

10. "Es el proceso en el que el acero en estado sólido, es sometido a uno o varios ciclos de calentamiento y enfriamiento para variar alguna o algunas de
sus propiedades de la forma deseada", definición por el "Metal Handbook"

11. Que es TSTS
Que es el diagrama hierro carbono

12. En que consiste un TSTS.
Modificar sus propiedades mecánicas, debido al reacomodo atómico lo que
trae como consecuencia la modificación de la microestructura y propiedades.
Los mas importantes procesos de tratamientos térmicos para aceros
incluyen la transformación y descomposición de la austenita.
El calentamiento se realiza introduciendo la pieza en un horno o baño de
sales, se busca conseguir en toda la pieza una temperatura uniforme para
poder obtener una estructura homogénea.

13. Principales tratamientos térmicos.
Temple
Revenido
Recocido total
Recocido de homogenización
Normalizado.
Objetivo:
Refinar el grano.
1. Incrementar la ductilidad.
2. Mejorar la resistencia al desgaste.
3. Mejorar la tenacidad.
4. Incrementar la dureza.
5. Eliminar esfuerzos residuales.
6. Mejorar la maquinabilidad.

14. Austenizacion
 Al iniciar el calentamiento para un tratamiento térmico se debe iniciar a partir de la temperatura ambiente
 En piezas mayores a 200 mm. y de requerir cargar el horno, la temperatura no debe ser superior a los 300° C,
 La elevación de temperatura debe ser uniforme en toda la pieza y se logra aumentando la temperatura forma gradual, lo
más lentamente posible,
 El calentamiento debe ser lento hasta los 450-500ºC, a partir de ésta temperatura podemos aumentar la velocidad de
calentamiento.
 La velocidad de calentamiento debe ser de 30 a 50 minutos por pulgada de sección, considerar conductividad térmica
 Si la elevación de la temperatura sobrepasa la calculada, la fusión de las impurezas que rodea los granos provocaría
perdida de las propiedades.

15. Austenizacion
Consiste en calentar el metal a una temperatura según la estructura deseada.
Es importante mantener la temperatura constante durante el tiempo de proceso (Austenizado), ya
que depende de ella la transformación de la estructura resultante

16. Al llegar a la temperatura objetivo el tiempo de permanecía influye en el crecimiento del grano y por lo tanto debe reducirse todo lo posible.
 La permanencia pude ser de uno a dos minutos por cada milímetro de espesor de la pieza, para conseguir la austenización completa del acero,
considerar simetría.
 Los aceros de herramienta son menos conductores de calor requieren mas tiempo
 A mayor permanencia mayor crecimiento de grano el acero.
Tiempo de permanencia

17. Objetivo principal es el desarrollo de una microestructura de alta dureza, martensítica y baja ductilidad.
 El Temple consiste en el calentamiento del acero hasta una temperatura dentro del campo de la austenita (20 - 40°C arriba de A3 o A1)
seguido de un enfriamiento rápido, usualmente en agua, aceite, sales fundidas.
 La microestructura resultante es la martensita
 La martensita es una fase muy dura pero a la vez muy frágil, por ello pocas ocasiones se utiliza solamente el temple, éste siempre se encuentra
acompañado del revenido.
 Es el calentamiento de un acero a una temperatura deseada, continuando con enfriamiento rápido, y a una velocidad de temple determinada para
lograr la microestructura requerida.
 Es importante saber que es aquí en donde el tiempo de formado y la temperatura adecuada del aceite especificados, además de un buen
austenizado, obtienen como resultante “Dureza”.
Temple

18. Temple
Etapa 3
la temperatura de la superficie de la pieza llega
a igualar la temperatura de ebullición del
líquido.
3
Etapa 2
la temperatura del metal se ha reducido al
grado de que la capa de vapor ya no es
estable, se rompe y produce una violenta
ebullición, el líquido nuevo toca la pieza de
trabajo y el calor es removido de la pieza a muy
alta velocidad.
2
Etapa 1
formación de una capa de vapor continua,
delgada y estable que rodea al metal caliente,
aísla la pieza, lo que provoca un enfriamiento
relativamente lento.
1

19. La amplia gama sales se puede utilizar en estado fundido en un intervalo de temperatura de 150 °C a 1300 °C.
Entre las diferentes sales se encuentran los siguientes:
 Sales de nitrocarburación
 Sales de cementación y carbonitruración
 Sales de recocido y endurecimiento
 Sales de tratamiento térmico para aceros rápidos
 Sales de temple y revenido
Temple

20. Revenido
Objetivo: minimizar las zonas angulares producidas por la martensita (mejora la tenacidad).
1. Eliminar los esfuerzos residuales
2. Transformar la austenita residual
3. Estabilidad dimensional
4. El temple y revenido normalmente van juntos, la transformación martensitica trae consigo una alta acumulación de esfuerzos resifuales los cuales
promueven fallas del acero en operación
5. Temperatura de revenido adecuada a la cual se pueda obtener las propiedades mecánicas optimas.
6. Dependiendo del tiempo y temperatura a la cual se lleva a cabo el revenido, varían las propiedades del acero.

21. Revenido
Después del endurecimiento del acero por el temple, se reducen con este proceso las propiedades de la dureza y
fragilidad, aumentando la ductibilidad y la tenasidad del acero.
Es un proceso de suavización del acero que controla sus propiedades físicas.

22. Objetivo del TSTS
Principales TSTS
Objetivo del temple

23. Recocido
Tratamiento consistente en ablandar y afinar el grano, eliminar tensiones y la acritud producida por la conformacion del material
en frio.
El recocido se obtiene calentando las piezas a la temperatura adecuada y enfriandolas lentamente en el mismo horno o
recubriendolas de arena o cenizas calientes.
 Recocido de regeneracion: Tiene por objeto afinar el grano de los aceros sobrecalentados.
 Recocido globular: Se efectua para lograr una mas facil deformacion en frio.
 Recocido contra la acritud: Para recuperar las propiedades perdidas en la deformacion en frio (acritud).
 Recocido de ablandamiento: Cuando hay que mecanizar piezas templadas con anterioridad.
 Recocido de estabilizacion: Elimina las tensiones internas de las piezas trabajadas en frio.
 Recorrido isotermico: Para mejorar la maquinabilidad de las piezas estampadas en caliente.
 Doble recocido: Para lograr una estructura mecanizable en aceros de alta aleacion.

24. Recocido

25. Normalizado  El Normalizado consiste en el calentamiento a temperaturas generalmente mayores que las del recocido total
en el caso de acero Hipoeutectoides
 En el caso de los Hiper, se realiza arriba de Acm para disolver los carburos presentes.
 Después de un tiempo suficiente para transformar toda la microestructura en austenita el tratamiento se termina
mediante un enfriamiento al aire.
 Se obtiene una estructura de perlita fina y algo de bainita superior en función a la composición química

26. Normalizado Objetivos del normalizado
 Refinar y uniformizar el grano del acero colado.
 Eliminar las tensiones provocadas por la forja.
 Destruir otros tratamientos mal efectuados.
 Eliminar heterogeneidad mecánica y cristalográfica proveniente de laminado o forjado
 Eliminar heterogeneidad del grano de aceros de colada
 Regenerar o afinar grano de. aceros soldados, aceros colados.
 Disminuir tensiones de forja, laminación, y de procesos de solidificación.
 Previo a un temple reduce la temperatura y permeancia del temple por ser mas

27. Carburacion
Objetivo: Este tratamiento modifica la composición química superficial de los aceros, con el fin de
mejorar las propiedades de la superficie como dureza, resistencia al desgaste o a la corrosión, por
lo general se aplica en aceros bajo carbono, 0.20 % C y requiere tratamiento posterior.
Es un proceso que transforma el acero con bajo contenido de carbono en acero con alto contenido de
carbono, creando productos fuertes y duraderos necesarios para las industrias en todos los ámbitos,
incluidas la aeroespacial, la automoción y la fabricación
Consiste en mantener durante varias horas a temperatura de 900 a 950 °C.

28. Carburacion  Proceso puede ser liquido, gas o solido
 Dureza después de temple de 60 a 65 RC, hasta una profundidad de 1.5 mm
 Carburación para aceros al carbono y aleados 4620, 8620, 4320 y 4820, toberas
de inyección, engranes, rodamiento, orugas, etc.
 Piezas de 0.5 hasta 3.0 mm y hasta 0.90 % C
 Grano grueso provoca fragilidad y distorsión.
 Endurece solo la superficie no afecta al corazón de la pieza.
 Aumenta el carbono de la superficie.
 El enfriamiento es lento, posterior tratamiento térmico.

29. Mantenimiento Importaciones y
exportaciones
Marketing Finanzas Recursos
Humanos
Ensayo de dureza ASTM E 18 y DIN 50103
La dureza es la capacidad de un material a resistir la penetración.
Las escalas mas comunes de dureza son:
• Brinell
• Rockwell
Método general
1. Preparación superficial.
2. Montaje en el equipo de dureza.
3. Aplicación de la carga
4. Medición de la identación
5. Cálculos de dureza.

30. Mantenimiento Importaciones y
exportaciones
Finanzas
Ensayo de impacto, ASTM E23 y DIN 53435
Objetivo: determinar la habilidad que tiene el material de absorber energía, cuando la carga es aplicada muy rápidamente como en el caso de impactos.
 Baja tenacidad – metal frágil.
 Alta tenacidad – metal dúctil.
Al igual que la ductilidad la tenacidad cambia en función de la temperatura.

31. Que es el recocido
Objetivos del normalizado
Objetivo ensayo de impacto (charpye)

32. Microestructura Dureza Ø huella Color
Materia prima Ferrita-Perlita 273 – 290 HBW 3.80mm Gris claro
Temple Martensita 509 – 529 HBW 2.40mm Gris obscure
Revenido Martensita revenida 409-444 HBW 2.30mm Gris rata
TRATAMIENTOS TERMICOS
Es el proceso de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas, de
acuerdo a un procedimiento.
El acero puede hacerse tan duro que resista los efectos del corte, o bien, tan suave que permita su maquinado posterior.

33. POSTGRADO