Tratamientos térmicos, propiedades mecanicas de los metales, principales tratamientos, tratamientos termoquímicos, embutición

1. InstitutoUniversitarioPolitécnico
SantiagoMariño
EstadoTáchira–SanCristóbal
TRATAMIENTOS
TÉRMICOS
Realizado por:
Glendis Vanessa Mantilla García
C.I: 25.166.992
Asignatura: Procesos de Manufactura S1
San Cristóbal, Septiembre del 2018

2. TratamientoTérmico
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de
operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones
controladas de temperatura, tiempo de permanencia,
velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado
sólido, con el fin de mejorar sus propiedades 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 cerámicos.
El tratamiento térmico de los metales supone elevar la
temperatura de una aleación, a menudo siguiendo un perfil
térmico predeterminado, hasta una temperatura definida.
Después, el material se mantiene a esta temperatura durante
un periodo de tiempo antes de enfriarse de modo controlado o
mediante un proceso de templado a una temperatura fija.
Los tratamientos se llevan a cabo en hornos e incineradoras
donde, además de los cambios de temperatura, se utilizan
gases para controlar la atmósfera del proceso. Se emplean
atmósferas controladas para reducir los efectos de la oxidación
o atmósferas enriquecidas para incrementar los efectos
químicos superficiales en los componentes sometidos a
tratamiento

3. Mejorade laspropiedadesa travésdel
tratamientotérmico
Los metales se pueden someter a una serie de
tratamientos para potenciar sus propiedades:
Dureza, resistencia mecánica, plasticidad para
facilitar su conformado.
 Tratamientos térmicos: El metal es sometido a
procesos térmicos en los que no varía su
composición química, aunque sí su estructura.
 Tratamientos termoquímicos: Los metales se
someten a enfriamientos y calentamientos, pero
además se modifica la composición química de
su superficie exterior.

4. Propiedadesmecánicasde los
metales
• Se mejoran las características de los metales mediante deformación mecánica, con
o sin calor. Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se
reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de
cambio de fases como el de hierro– hierro–carbono. En este tipo de diagramas se
especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de
estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos. Los tratamientos
térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las
constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto
al desgaste como a la tensión.

5. Los principales tratamientostérmicosson:
• Recocido: El metal se calienta durante cierto tiempo a una temperatura determinada y, a
continuación, se enfría lentamente. Se consigue una mayor plasticidad para que pueda ser
trabajado con facilidad. La temperatura y la duración de este tratamiento dependerán del grado
de plasticidad que se quiera comunicar al metal.
- Recocido de Regeneración: También llamado normalizado, tiene como función regenerar la
estructura del material producido por temple o forja. Se aplica generalmente a los aceros con más
del 0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcentaje de C sólo se les aplica para finar y
ordenar su estructura.
- Recocido de Globulización: Usado en aceros para ablandarlos después de un anterior trabajo en
frío. Por lo general se desean obtener piezas como placas delgadas que deben tener alta
embutición y baja dureza.
- Ejemplo en Industrias de Vidrio
a)Así es como se observan los granos después de que el material ha pasado
por un proceso de trabajo en frio.
b) La segunda imagen nos muestra el material después de la recuperación.
c) La tercera imagen nos muestra el material después de la recristalización.
d) La última imagen nos muestra el material después del crecimiento de los
granos.

6. • Temple: Consiste en el calentamiento del metal, seguido de un posterior enfriamiento realizado
de forma brusca. Con esto se consigue obtener un metal muy duro y resistente mecánicamente. El
endurecimiento adquirido por medio del temple se puede comparar al que se consigue por
deformación en frío.
Ejemplo: Temple de la Probeta
• Revenido: Se aplica exclusivamente a los metales templados, pudiendo considerarse como un
tratamiento complementario del temple. Con ello se pretende mejorar la tenacidad del metal
templado, a costa de disminuir un poco su dureza.
Ejemplo: Hoja recién revenida
• Normalizado: Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por el material
tras una conformación mecánica, tales como una forja o laminación para conferir al acero unas
propiedades que se consideran normales de su composición.
Ejemplo: En piezas fundidas o forjadas

7. Tratamientostermoquímicosde los
materiales:
• Cementación: Consiste en aumentar la
cantidad de carbono de la capa exterior de los
aceros. Se mejora la dureza superficial y la
resiliencia. Se aplica a piezas que deben ser
resistentes a golpes y a la vez al desgaste. Se
aplica a los aceros.
Ejemplo: La cementación se aplica en piezas que,
como se dijo, requieran alta dureza en superficie y
núcleo tenaz, para soportar adecuadamente
esfuerzos flectantes que son máximos en la
superficie de la pieza, tal como en piñones, ejes,
etc. En piezas de desgaste superficial tales como
bujes, ejes, levas, rodillos, engranajes y otros.
• Nitruración: Consiste en endurecer la
superficie de los aceros y fundiciones.
Las durezas son elevadas y tienen alta
resistencia a la corrosión. El componente
químico añadido es nitrógeno, que se obtiene
del amoniaco.
Ejemplo: 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,
matrices, casquillos etc.

8. • Cianurado o carbonitruración: Se trata de
endurecer la superficie del
material introduciendo carbono y
nitrógeno. Es una mezcla de cementación
y nitruración. La temperatura es
intermedia entre la utilizada para la
cementación y la nitruración, que es
mucho menor que aquella. Se aplica a los
aceros.
Ejemplo: Tornillería, rodamientos, cadenas,
ejes de pequeña dimensión, etc.
Sulfinización: Se trata de introducir en la
superficie del metal azufre, nitrógeno
y carbono en aleaciones férricas y de cobre.
Se aumenta la resistencia al
desgaste, favorece la lubricación y disminuye
el coeficiente de rozamiento.

9. • Carburización por empaquetado: Este procedimiento consiste en meter al material
de acero con bajo contenido carbónico en una caja cerrada con material carbonáceo y
calentarlo hasta 900 a 927 °C durante 4 a 6 horas. En este tiempo el carbono que se
encuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza a endurecer. Cuanto más
tiempo se deje a la pieza en la caja con carbono de mayor profundidad será la capa
dura.
• Carburización en baño líquido: El acero a cementar se sumerge en un baño de
cianuro de sodio líquido. También se puede utilizar cianuro de potasio pero sus
vapores son muy peligrosos. Se mantiene la temperatura a 845 °C durante 15 minutos
a 1 hora, según la profundidad que se requiera.
• Carburización con gas: En este procedimiento se utilizan gases carburizantes para la
cementación. La pieza de acero con bajo contenido carbónico se coloca en un tambor
al que se introduce gas para carburizar como derivados de los hidrocarburos o gas
natural.

10. Embutición
La embutición es una operación mecánica
mediante la cuál se transforma una superficie
plana en un pieza cóncava a través de la
deformación plástica de un material.
Para realizar esta operación se emplean
prensas equipadas con moldes o estampas
(equipadas con punzones y/o matrices).
La deformación se realiza mayoritariamente
en frío, habitualmente en espesores bajos,
inferiores a 15 mm.
Una deformación en frío nos proporciona
mayores resistencias mecánicas y durezas,
además de mejores acabados y precisión
dimensional, en comparación a un trabajo en
caliente.
• Aplicación: El proceso de embutición es de
gran importancia a nivel industrial y su
uso está ampliamente extendido, tanto a
pequeña como gran escala.
• Gracias a la embutición se producen una
gran variedad de productos para
aplicaciones tan dispares como los
utillajes domésticos, complementos de
cosmética o elementos para la industria
de la automoción.