Este documento describe diferentes tipos de tratamientos para mejorar las propiedades de los metales, incluyendo tratamientos térmicos como el temple, recocido y normalizado; tratamientos termoquímicos como la cementación y nitruración; tratamientos mecánicos como la laminación; y tratamientos superficiales como el cromado y temple superficial. El objetivo general de estos tratamientos es modificar la estructura interna de los metales para mejorar su dureza, resistencia y otras propiedades sin cambiar su composición química.

1. TRATAMIENTOS METALES

2. Introducción: ¿Cómo se obtiene el acero? Fabricación de tornillos Fabricación de alicates.

3. Definición de tratamiento Procesos a que se someten los metales con el objeto de mejorar sus propiedades mecánicas.

4. Tipos de tratamientos Térmicos Termoquímicos Mecánicos Recocido Normalizado Temple Revenido Cementación Nitruración Cianuración Sulfinización Superficiales En frío En caliente Conformado Trefilado Laminación Conformado Extrusión Laminación Metalización Cromado Temple superficial A la llama Por inducción Por rayo láser Por bombardeo electrolítico

5. Tratamientos térmicos: Consisten en someter los metales y las aleaciones a procesos de calentamiento y enfriamiento con el objeto de variar su estructura cristalina y su constitución, pero no su composición química.

6. Objetivos de los tratamientos térmicos: Conseguir una estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad. Eliminar la acritud (la acritud aumenta la fragilidad) que originó un mecanizado en frío. Eliminar las tensiones internas originada por la deformación de la red cristalina (las cuales elevan la dureza y fragilidad) Conseguir la homogeneización de la estructura de una pieza. Conseguir la máxima dureza y resistencia. Mejorar la resistencia a los agentes químicos. Modificar algunas propiedades magnéticas.

7. Recocido: El material se calienta hasta una determinada temperatura, se mantiene en ella un cierto tiempo y más tarde se deja enfriar lentamente. Factores que intervienen en el tratamiento del recocido: Tiempo de calentamiento. Velocidad de enfriamiento Línea de recocido continuo de una acería de Avilés.

8. Objetivos del recocido: Homogeneizar la estructura interna (elimina tensiones internas). Aumentar la plasticidad, tenacidad y ductilidad. Facilitar el mecanizado. Eliminar la acritud que produce el trabajo en frío. Aumentar el alargamiento. Disminuir la tensión de rotura. Disminuir el límite real de elasticidad. Disminuir la dureza. En general suprimir los defectos del temple.

9. Se utiliza en aleaciones anormalmente duras por haber sufrido un enfriamiento demasiado rápido. De homogeneización De estabilización De regeneración Tipos de recocido Consigue eliminar tensiones internas de los metales y las aleaciones que han sido previamente sometidos a forja o laminado. Se aplica a metales que poseen alguna soldadura defectuosa para homogeneizar sus propiedades.

10. Normalizado: Tratamiento térmico similar al recocido del que sólo se diferencia en la velocidad de enfriamiento, que en este caso es más elevada. Factores que intervienen en el tratamiento del normalizado: Velocidad de enfriamiento Temperatura y tiempo de calentamiento. Sólo se utilizan en aceros no aleados.

11. Objetivos del normalizado: Eliminar los defectos de un tratamiento defectuoso. Eliminar tensiones internas. Uniformizar el tamaño del grano.

12. Temple: El acero se calienta a una temperatura elevada, a continuación, someterlo a un proceso de enfriamiento rápido. De este modo se consigue una estructura de la superficie del metal anormalmente dura. Factores que intervienen en el tratamiento del temple: Temperatura a la que hay que calentar. Composición del acero o la aleación. Tiempo de calentamiento Velocidad de enfriamiento Los que dependen de la pieza: temperatura del temple, tamaño, masa, forma y dimensiones de la pieza. Los que dependen del medio de enfriamiento: calor específico, volumen, temperatura de ebullición, etc

13. Objetivos del temple: Aumento de la dureza y de la resistencia mecánica. Disminución de la tenacidad (la tenacidad aumenta la fragilidad). Disminución del alargamiento unitario y la tenacidad (implica mayor fragilidad). Modificación de algunas propiedades físicas y químicas: magnetismo, resistencia eléctrica y resistencia a ciertos ácidos.

14. Debe su nombre a la martensita, aleación muy rica en carbono que se forma en la superficie del material durante el proceso de enfriamiento rápido y que se caracteriza por su extrema dureza y fragilidad. Se aplica a los aceros. Temple de precipitación Temple martensítico Tipos de temple Se denomina así porque el enfriamiento provoca la precipitación de un compuesto químico que pone en tensión los cristales del metal y los endurece. Se aplica a las aleaciones de aluminio, magnesio y cobre.

15. Revenido: Las piezas se calientan a una temperatura inferior a la del temple para transformarlas en formas más estables y, a continuación, provocarles un enfriamiento rápido. Factores que intervienen en el tratamiento del revenido: Estructura inicial de la pieza. Temperatura y tiempo de calentamiento. Velocidad de enfriamiento. Dimensiones de la pieza.

16. Objetivos del revenido: Aumentar la plasticidad, tenacidad, alargamiento, resilencia y extricción. Disminución de la fragilidad. Disminución de la resistencia mecánica, dureza y límite elástico.

17. Velocidades de enfriamiento (comparativa) Temple: velocidad de enfriamiento muy rápida para conseguir estructura martensítica. Revenido: Enfriamiento más bien rápido (menor que el temple). Normalizado: Enfriamiento al aire en calma. Recocido: Enfriamiento lento hasta temperatura ambiente, generalmente en el horno en que se calentó. Temperatura de austenización (>727ºC)

18. Tratamientos térmoquímicos: Son procesos de calentamiento y enfriamiento de los metales, a la vez que se aporta otros elementos con el fin de modificar su composición química superficial. Así: Se aumenta la dureza superficial sin modificar la ductilidad. Aumenta la resistencia al desgaste. Aumenta la resistencia a la corrosión.

19. Cementación: Se aumenta la cantidad de carbono en la capa superficial de la pieza de acero, con lo que se logra el endurecimiento. Se aplica a las piezas que deben ser resistentes al rozamiento y a los golpes, para dotarlos de dureza superficial y resiliencia.

20. Nitruración: Se incorpora nitrógeno a la estructura cristalina superficial para provocar su endurecimiento. Se aplica a piezas de acero y fundición, como cigüeñales, brocas , sierras…

21. Cianuración: La cianuración es un tratamiento termoquímico que se da a los aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando un baño de cianuro fundido, la cianuración se puede considerar como un tratamiento intermedio entre la cementación y la nitruración ya que el endurecimiento se consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno a una temperatura determinada.

22. Sulfinización: Se incorporan azufre, nitrógeno y carbono a la superficie de los metales por medio de su inmersión en un baño a temperatura cercana a los 565ºC. De esta manera: Aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los metales. Evita el agarrotamiento. Facilita la lubricación. Se aplica en herramientas de corte.

23. Tratamientos mecánicos: Son operaciones de deformación del material que permiten, mediante esfuerzos mecánicos, mejorar sus características. La deformación mecánica puede hacerse en frío o en caliente. Con ellos se pretende modificar la estructura interna al homogeneizar el material, eliminando tensiones internas y posibles fisuras y cavidades existentes.

24. Permiten deformar el material a temperatura ambiente, generalmente por aplastamiento. Aumenta la dureza y la resistencia mecánica. Disminuye la ductilidad y la plasticidad. Permiten deformar el material generalmente a golpes, una vez que se calienta a una temperatura determinada. Elimina sopladuras y cavidades internas. Se obtiene una estructura interna más homogénea. Laminación En caliente En frío Tratamientos mecánicos

25. Tratamientos superficiales: Mediante estos tratamientos se modifica la superficie de los metales sin variar su composición química. Preparación de superficies Tratamientos superficiales

26. Cromado: Consiste en un recubrimiento de cromo sobre la superficie del metal que se desea proteger, realizándose por un proceso electrolítico. Con el cromado se mejoran: La resistencia al desgaste, al rayado, a la penetración y a la corrosión. Disminuye el coeficiente de rozamiento. Incrementa la dureza superficial. Se aplica en piezas nuevas o desgastadas, en motores de explosión, cilindros… Tubo de cobre cromado

27. Metalización: Consiste en la proyección de partículas sobre una pieza por medio de una pistola de metalización que funde el material a aportar. Se emplea para aumentar la resistencia al desgaste o a la corrosión.

28. Temple superficial: Se consigue provocando un calentamiento muy rápido, de forma que solo una capa muy delgada de la superficie consiga una temperatura adecuada, seguida de un enfriamiento rápido. Para la fase de calentamiento puede utilizarse: Una llama. Corrientes de inducción. El material que se obtiene es tenaz, resiliente y resistente al desgaste. Se aplica a engranajes, válvulas, coronas…