Este documento describe diferentes tipos de tratamientos térmicos y termoquímicos aplicados a metales como el acero. Explica que los tratamientos térmicos mejoran las propiedades mecánicas del material mediante cambios en su estructura cristalina sin alterar su composición química. Luego describe tratamientos térmicos como el temple, el revenido y el normalizado, así como tratamientos termoquímicos como la cementación, la nitruración y la carbonitruración que modifican la composición química superficial. Finalmente,

1. TRATAMIENTOS
TÉRMICOS
Alumna: Mariany Durán.
Carrera: Ingeniería Industrial.
Profesora: Ing. Claudia Luna.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión San Cristóbal

2. Tratamiento térmico es el proceso al
que se someten los metales u otros sólidos
con el fin de mejorar sus propiedades
mecánicas, especialmente la dureza, la
resistencia y la tenacidad. Los tratamientos
térmicos modifican la estructura cristalina
que forman los aceros sin variar la
composición química de los mismos.
El tratamiento térmico en el material es posible por un 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.

3. Tipos de tratamientos térmicos y
termoquímicos
TERMICOS
• Temple
• Recocido
• Revenido
• Normalizado
TERMOQUIMICOS
• Cementación
• Nitruración
• Cianuración
• Carbonitruración
• Zulfinización
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. Los
principales tratamientos térmicos son:

4. TÉRMICOS
1. TEMPLE
Consiste en calentar el acero a una temperatura
determinada por encima de su punto de transformación para
lograr una estructura cristalina determinada, seguido de un
enfriamiento rápido con una velocidad superior a la crítica.
Dependiendo del material base, la temperatura y tiempo de
calentamiento, y severidad del enfriamiento se puede
conseguir una amplia gama de durezas.
Se suele usar este proceso para obtener cinceles, cigüeñales,
pernos, herramientas de torno, brocas para cemento, etc.

5. 2. 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 en
calentar el metal hasta una determinada temperatura para
después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente,
apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su
temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza
cuando el metal alcanza la temperatura ambiente.

6. 3. REVENIDO
Es un tratamiento térmico a un material con el fin de variar su
dureza y cambiar su resistencia mecánica. El propósito
fundamental es disminuir la gran fragilidad que tienen los aceros
tras el tratamiento de temple.
Es un tratamiento complementario del temple, que
regularmente sigue a éste. El revenido ayuda al templado a
aumentar la tenacidad de la aleación a cambio de dureza y
resistencia, disminuyendo su fragilidad. Aceros altamente aleados
requieren una duración de revenido más prolongada, que los
aceros sin aleación.

7. 4. NORMALIZADO
Es un tratamiento térmico que sirve para afinar la estructura y
eliminar las tensiones que suelen aparecer en la forja, y sobre todo
después de ciertos sobrecalentamientos o enfriamientos en malas
condiciones. Aunque también lo usamos siempre que se quiera
eliminar los efectos de cualquier tratamiento térmico anterior. Es
un tratamiento importante para los aceros como preparación
para el Temple.
Proceso de Normalizado:
Consiste en calentar el acero 50ºC por encima de la
temperatura crítica superior, asegurándonos la austenización
completa de toda su estructura, mantenerlo hasta que la
temperatura llegue al interior, sacarlo de la fragua y dejar enfriar
al aire.

8. 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.
• 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.
OBJETIVOS

9. 1. LA CEMENTACION
Es un tratamiento termoquímico en el que se aporta carbono
a la superficie de una pieza de acero mediante difusión,
modificando su composición, impregnado la superficie y
sometiéndola a continuación a un tratamiento térmico. Tiene por
objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificación del
núcleo, dando lugar así a 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, más dura, resistente al
desgaste y a las deformaciones, siendo todo ello una única pieza
compacta.

10. Encuentra aplicación en
todas aquellas piezas que
tengan que poseer gran
resistencia al choque y
tenacidad junto con una
gran resistencia al
desgaste, como es el caso
de los piñones, levas, ejes,
etc.

11. 2. NITRURACIÓN
Es un tratamiento termoquímico de endurecimiento
superficial por el cual se incorpora Nitrógeno a la superficie
del acero, compuesto principalmente por fase ferrítica,
mediante el calentamiento en una atmósfera de amoníaco.
El resultado es un incremento de la dureza superficial de las
piezas.

12. Los procesos de
nitruración se
componen de dos
mecanismos:
1. Tratamiento de conversión química
superficial que conduce a la formación en la
superficie de la pieza de una capa de
combinación compuesta de nitruros de
hierro.
2. Un tratamiento de difusión de nitrógeno en
solución sólida intersticial y de combinación en
ciertos elementos de aleación, principalmente
de Cr, Mo, Ti, Al Y V, procedentes del acero que
se va a tratar, en nitruros finamente dispersos
conduciendo a un endurecimiento por
reforzamiento estructural en una profundidad
denominada capa o zona de difusión.

13. 3. CIANURACIÓN
La cianuración o carbonitruracion liquida, es un tratamiento
termoquímico que consiste en calentar un producto siderúrgico,
durante cierto tiempo, a una temperatura sobre el punto crítico
inferior, en un medio capaz de cederle carbono y nitrógeno, para
luego enfriarlo rápidamente en agua, aceite o baños de sales
todo con el fin de obtener una superficie dura y resistente al
desgaste.
Se considera 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.

14. Existen 2 maneras diferentes de realizar la cianuración:
 A LA FLAMA:
El calentamiento se realiza de
forma local. Para aceros al
carbono el contenido de este
debe de ser entre 0.35% a
0.70%.(Principales
aplicaciones son: para el
temple de dientes de
engranes, levas, extremos de
rieles, llanta metálicas de
rueda, etc.)
 POR INDUCCION:
El calentamiento se realiza
por corriente eléctrica. El
calentamiento por
resistencia es útil para
templar secciones
localizadas de algunas
piezas forjadas y de
fundición.

15. 4. CARBONITRURACIÓN
Es un tipo de tratamiento térmico superficial del acero,
englobado dentro de los procesos de cementación gaseosa, en el
que se suministra carbono y nitrógeno a la superficie de una pieza
de acero para proporcionarle las características de dureza
deseada. Concretamente es un tratamiento termoquímico, a
medio camino entre la cementación o carburación (adición de
carbono) y la nitruración (adición de nitrógeno). Este tratamiento
se diferencia de la cementación en que parte del endurecimiento
se consigue por la acción del nitrógeno.
Aplicaciones:
-Engranajes y ejes
-Pistones
-Rodillos y cojinetes
-Palancas de sistemas
accionados hidráulica,
neumática y
mecánicamente.

16. 5. ZULFINIZACIÓN
Es un tratamiento termoquímico que consiste en
introducir una pequeña capa superficial de Azufre (S),
Nitrógeno (N) y Carbono (C), en aleaciones férreas y de
cobre para mejorar la resistencia al desgaste y la corrosión de
los materiales El objetivo no es mejorar las propiedades
mecánicas sino mejorar su comportamiento frente al
mecanizado. Se realiza en piezas terminadas.
Se aplica a todos los metales ferrosos, fundiciones y
aceros aleados o no, comprendidos los aceros “inoxidables.
Se aplica a todas la piezas terminadas, es decir, después
que esta se haya fabricado y esta apta para su servicio
funcional.