Presentación para la materia de Industria y Procesos de Manufactura de la Licenciatura en Ingeniería en Mecatrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla en el periodo de Otoño 2016, donde se abarcan los diferentes tratamientos térmicos más utilizados en la industria.

1. Tratamientos térmicos
INDUSTRIA Y PROCESOS DE MANUFACTURA
KARLA CARBALLO VALDERRÁBANO

2. Endurecimiento de metales
Disminuir tamaño del grano (controlar velocidad de enfriamiento en un temple)
Aleaciones con pequeñas cantidades de otros metales.
◦ Mejores características que aceros simples al carbón
◦ Facilitan temple y maquinados
Aumento del tamaño de las fibras metálicas (en laboratorio)
Por deformación (rolado en frío)

3. Resistencia y dureza de aceros
Dependiente de cantidades de:
◦
Ferrita(Hierroα):
• Hierro puro.
• Fase más blanda
y dúctil.
• Cristaliza en red
cúbica centrada
en el cuerpo.
• Granos
poligonales
claro
• 90 HB
Cementita
• Carburo de
Hierro Fe3C
• Más duro y
frágil
• 700 HB
• Quebradiza
• Red
ortorrómbica
• Granos
dispersos en
ferrita,
envolviendo
perlita, en
láminas entre
ambos
Perlita
• 88% ferrita 12%
cementita
• Propiedades
intermedias
• Eutectoide
• 250 HB
• Irisaciones al
iluminarla
• Enfriamiento
lento de
austenita
• Transformación
isotérmica de
austenita de
650 a 723°C
Austenita(hierroγ)
• Inestable a
temperatura
ambiente
• 0.8-2% C
• Cristales fcc
• 300 HB
• No magnética
• Junto a
martensita en
aceros
templados
Martensita
• Aceros
templados
• Tetragonal de
cuerpo centrado
• Hasta 1% de C
• Solución
sobresaturado
de carbono o
carburo de
hierro en ferrita
• Alargada,
inestable y muy
fatigada
• 50-68 HB
• Aspecto circular
• Grupos en
zigzag

4. Elementos de Aleación en Aceros
Aumenta C- Mn Si Cr Ni Mo V Cu P- S- B Nb Ti- W Co- Pb Al
Dureza X
Resistencia X
Desoxidación X X X X
Capacidad de endurecimiento X X X X
.. Es Perjudicial X X X X X
Profundidad de endurecimiento X X
Resistencia a altas temperaturas X X X
Resistencia a corrosión X X X X X
Resistencia a desgaste X X X
Tenacidad X
Resistencia al impacto X X
Estabilidad de resistencia por templado X X
Maquinabilidad X X X
Resistencia a tensión X

5. Elementos de Aleación en aceros
C
◦ Elemento más efectivo, eficiente y de bajo
costo.
Mn
◦ Perjudicial durante el proceso de
laminación.
Cr
◦ En aceros inoxidables
P
◦ Reduce ductilidad y la resistencia al
impacto.
S:
◦ Difíciles de soldar y la soldadura genera
porosidad.
Ti:
◦ no en soldadura
Co
◦ Disminuye la capacidad de
endurecimiento.
Pb
◦ Casi insoluble en Hierro

6. Templado
Templado
◦ Calentar el metal hasta que se forme austenita, entre 750-900°C según el porcentaje de carbono, para
después enfriarlo con rapidez sumergiéndolo en agua, aceite o sales.
◦ Temperatura de austenización
◦ Velocidad de calentamiento es más lenta por cantidad de carbono
◦ Velocidad de enfriamiento es más lenta para aceros aleados
◦ El acero es quebradizo o frágil al final
Revenido
◦ Elimina tensiones internas en el metal del templado
◦ Limpiar la pieza con un abrasivo
◦ Calentar el acero a una temperatura inferior a la crítica inferior (723°C),dependiendo de la dureza que se
desee obtener, enfriándolo luego al aire o en cualquier medio.
◦ Reduce la dureza y resistencia pero aumenta ductilidad y tenacidad
◦ Transforma martensita en vainita (más fina que la perlita, 40-45HRc)

7. Velocidad crítica de temple
Velocidad crítica de temple: mínima velocidad de enfriamiento
para que se transforme la Austenita en Martensita.
Mayor tiempo = mayor penetración
Menor velocidad = menos tensiones, más dureza, mejores
características mecánicas
Elementos de aleación= disminuye velocidad crítica de temple

8. Tipos de templado
Templado prolongado
◦ Retirar del baño de enfriamiento cuando se empieza a formar la martensita y enfriar despacio en el aire
Martemplado
◦ Retirar del baño de enfriamiento cuando se empieza a formar la martensita y colocar en baño de
temperatura constante hasta que su sección transversal tenga temperatura uniforme
◦ Enfriar en aire hasta la temperatura ambiente
◦ Minimiza distorsión y agrietamiento
Austemplado
◦ Baño de metal o de forma constante a la temperatura en que se produce el cambio estructural deseado
(más alta que el martemplado), y se conserva en ese baño durante un período largo hasta la formación
de bainita, antes de pasar al enfriado final.
◦ No se le da revenido

10. Tratamientos térmicos
Recocido integral
◦ Reduce esfuerzos internos y ablanda el acero
◦ Calentar a 30°C arriba de la temperatura crítica superior (hipoeutectoides) y por arriba de la
temperatura crítica inferior (hipereutectoides)
◦ Dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto en ceniza, cal o asbesto
Recocido de proceso
◦ Restaurar condiciones de un material trabajado en frío o por soldadura.
◦ Aceros con menos de 0.3% C
◦ Calentar a 500 o 600°C
◦ Recocido brillante: recipiente con gas inerte

11. Tratamientos térmicos
Recocido de esferoidización
◦ Mejora maquinabilidad de aceros alto C.
◦ Calentar acero cerca de 704°C por 4 hrs para que el C se globulice
◦ Poco usado por costo
Normalizado
◦ Parecido a Recocido Integral sin rebasar la temperatura crítica superior
◦ Enfriado con el horno apagado o al medio ambiente
◦ Mejores acabados
◦ Previo a temple

12. Endurecimientos superficiales
Cementación
◦ Calentar por inducción o con soplete con compuestos de C o N a aproximadamente 950°C.
◦ Aumenta contenido de C o forma nitruros
◦ Posterior templado
Carburización
◦ Calentar a 900° empacada con carbón vegetal, animal, coque o gases de carbono (metano, propano,
CO)
◦ Templado en agua sin revenir

13. Endurecimientos superficiales
Cianurado
◦ Baño de sales de cianuro sódico.
◦ Capa más profunda, rica en C y menos N.
◦ Desoxidante, rápida penetración, contenido de C uniforme
◦ Lavado posterior, sales son venenosas
Nitrurado
◦ Aceros con Al, Cr, Mo
◦ Calentamiento en recipiente hermético con amoniaco entre 500 y 550°C para formar nitruros
◦ Posterior rectificado