[pic]
Ciencia de los materiales
Trabajo práctico N s: 3
Temas: Tratamientos Térmicos. Reconocido, Normalizado, Temple y Revenido. Cementación y Nutrición. Sus aplicaciones. Matalurgia de los
polvos. Sus aplicaciones en la industria.-
Índice
Introducción 2
Tratamientos Térmicos.- 2
Temperaturas de calentamiento.- 7
Composición química.- 9
Temperatura de calentamiento.- 10
Velocidad de enfriamiento: 10
Ensayos de aptitud al temple. 11
Temple luego de calentamiento por inducción.
12
Temple a la llama.- 12
Revenido.- 13
Cementación 14
Solida.- 14
Nitruración.- 15
Introducción
La utilización de tratamientos térmicos permite lograr las más diversas
características del acero y sus aleaciones, así como de otros muchos metales. En consecuencia dichos tratamientos tienen una importancia
primordial en las distintas fases de fabricación de la industria moderna.
Los procedimientos en los tratamientos térmicos son muy numerosos y variados
según el fin que se pretende conseguir. La gran cantidad de tratamientos
térmicos, las distintas aleaciones y sus reacciones y las diferentes exigencias
técnicas requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El
tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias
de un mecanizado, modificar la estructuracristalina o
modificar total o parcialmente las características mecánicas del material.
Podemos distinguir dos razones principales para efectuar tratamientos térmicos
en los cuales se pretende conseguir un endurecimiento
(temple) o un ablandamiento (recocido).
Tratamientos Térmicos.-
Transformación de la austenita Como ya se ha visto, los aceros – al ser
calentados sobre su temperatura crítica - alcanzan el estado austenítico, el
cual, durante un enfrentamiento lento, se transforma, dando lugar a la
formación de ferrita (o cementita) y perlita. En cambio, si
el enfrentamiento es rápido, la austenita no se desdobla completamente,
quedando, a temperatura ambiente, estructuras intermedias, de las cuales hemos
mencionado por ser la más caracteristica, la la perlita. Por
consiguiente, un acero puede ser endurecido,
calentándolo sobre su temperatura crítica y enfriándolo rápidamente. Esta
operación se denomina temple.-
El mecanismo del
desdoblamiento de la austenita puede ser explicado de la siguiente manera.
Consideramos un acero cuyo tenor de carbono sea X¹ y a
una temperatura superior a su punto de transformación P¹.
[pic] En este estado su
estructura estará compuesta por granos de austenita. (fig.
8-1 y fig. 8-2 a). Cuando, durante el enfriamiento, la
temperatura desciende bajo la temperatura critica P¹ la austenita comienza a
desdoblarse en sus componentes segregados ferrita la cual se sitúa en los
bordes de los grano.
[pic]
La austenita restante aumenta su tenor en carbono aproximándose cadavez más a
la composición eutectoide. Esquemáticamente el fenómeno estaría representado en
la fig. 8-2b, en la cual la parte rayada correspondería a la austenita y la blanca a la ferrita segregada. Llegando a la temperatura de
700°C, como
ya se sabe, la austentita alcanza a la composición euctectoide y se transforma
en perlita rodeada de territa (o cementita si el acero fuera hiper eutectoide)
fig. 8-2e. El conjunto de ferrita y perlita nos reproducen el
grano original de austentita. Este es el caso de
separación intergranular. Puede suceder también el
caso de separación intergranular. La ferrita en lugar de segregarse en
los bordes del grano de austentita se segrega en su interior, en forma de
agujas entrelazadas, de manera que después de haberse formado la perlita, la
estructura metalográfica queda formada por agujas de ferrita ( o cementita en
el caso de los aceros hiper eutectoides, sobre fondo de perlita.
Por lo general, la segregación de la ferrita se produce en parte en forma
intergranular y en parte intragranular.-
• En resumen, el tamaño y la distribución de la ferrita y la perlita dependen del tamaño del
grano original de austentita del
cual derivan.
• De aquí que el tamaño de grano de la austentita original influya sobre las
propiedades mecánicas del acero o temperatura ambiente.
Estas estructuras, como ya se ha indicado, se producen siempre que el
enfriamiento sea suficientemente lento; a medida que la velocidad de
enfriamiento es mayor, la austentita se transforma en troostita omartenstita,
resultando el acero con otras características mecánicas.-
Recocido, Normalizado, Temple y Revenido – De lo ante dicho y recordando que
cada especie metalográfica tiene distinta dureza y en general distintas
propiedades mecánicas, se puede comprender como regulando la velocidad de
enfriamiento de un acero calentado sobre su temperatura crítica, se le puede
hacer variar sus características mecánicas. Estas operaciones son conocidas con
el nombre de “Tratamientos Térmicos”, los cuales, según el objeto que se
persigue, se dividen en: Reconocido, Normalizado, Temple y Revenido.-
Excluyendo el revenido, que es una operación complementaria del temple, los
procesos que se siguen en estos 3 tratamientos tienen entre sí ciertas
semejanzas que conviene destacar en conjunto, para luego estudiar los
caracteres que los diferencian. En los 3 casos se calienta el acero a una
temperatura ligeramente superior a la crítica, y luego, después de un período
de permanencia a esa temperatura, suficiente para conseguir el estado
austenítico, se enfrían las piezas. El enfriamiento se
efectúa al aire a una velocidad intermedia entre los temples y los reconocidos.
Se puede decir que la velocidad de enfriamiento es lo que
caracteriza y diferencia principalmente estas 3 clases de tratamientos.
• Hay que distinguir en estos procesos tres períodos fundamentales
1) Calentamiento.
2) Permanencia a temperatura
3) Enfriamiento (fig. 8-3). Los dos primeros casos se pueden estudiar a la vez
para los 3tratamientos, pues las variantes que pueden existir son pequeñas.-
• Calentamiento: El calentamiento debe ser siempre lo más uniforme posible y debe
llegar al corazón de la pieza. Debe hacerse lentamente para que haya la menor
diferencia de temperatura entre el interior y la periferia; en caso contrario
se pueden crear fuertes tensiones internas que pueden
dar lugar a grietas y roturas.
Estas tensiones se crean primero por la desigualdad dilatación de las zonas
calientes y frías de las piezas (periferia y centro), y luego por las
contracciones que ocurren al atravesar el acero las zonas críticas.-
[pic]El paso de la zona crítica no es peligroso cuando
toda la pieza tiene la misma temperatura y las diferencias entre el centro y la
periferia son pequeñas, como ocurre en los calentamientos lentos. En cambio,
cuando en las piezas muy gruesas la periferia alcanza esa temperatura antes que
el centro, la zona periférica sufre una contracción, mientras que el centro que
no ha llegado a esa temperatura, se está dilatando todavía y el peligro de
grietas es mayor.-
Cuando en el calentamiento el acero alcanza aproximadamente los 700°, la
perlita que contiene comienza a transformarse en austenita, y cambia la
estructura cristalina del hierro de la perlita, pasando de hierro alfa a hierro
gama, y el acero que hasta entonces se estaba dilatando se contrae mientras
dura esa transformación, continuando luego otra vez la dilatación.-
Los calentamientos rápidos son peligrosos,especialmente en los aceros de alto
carbono, en los que el porcentaje de perlita es grande. En los aceros dulces,
en cambio, se pueden utilizar mayores velocidades de calentamiento, ya que en
ellos estos fenómenos tienen menor importancia.-
Para evitar que las tensiones sean peligrosas, conviene que en las secciones
transversales la diferencia de temperatura entre dos puntos de un mismo radio
situado a 25 mm. distancia que no sea superior a 20°C; y para conseguirlo, la
duración del calentamiento desde la temperatura ambiente y hasta los 850°C,
debe ser superior a media hora por cada 25 mm. de diámetro, y si es posible
conviene que la duración del calentamiento sea una hora por cada 25mm. de diámetro.-
Temperaturas de calentamiento.-
En estos tratamientos hay que alcanzar una temperatura ligeramente superior a
la crítica para conseguir que todo el acero pasa al estado austenitico. El
normalizado suele efectuar a temperaturas un poco más
altas que las de los otros dos tratamientos. 50 á 70° grados C por encima de la
temperatura crítica.-
[pic]Para el caso del temple de los aceros hipoeuctectoides esto es válido;
pero no en el caso de los aceros hipereuctectoides, para los cuales se utilizan
temperaturas ligeramente superiores a la línea ABC de la fig. 8-4. Las razones
de esta excepción las veremos al estudiar el temple.-
• Permanencia a temperatura.- La duración del calentamiento en los reconocidos,
temples o normalizados, depende de las masas de las piezas, de la
temperatura,de la velocidad de calentamiento, de la clase de acero y del estado
inicial y final del material. En general, para estos
tratamientos, el tiempo de permanencia oscila entre media hora y una hora por
cada 25 mm. de espesor. Para procesos de calentamiento, cuya duración es
una hora por c/25 mm. de Φ suelen utilizarse permanencias a temperatura de
tratamiento de ½ hora por c/ 25 mm. permanencias de una hora.-
• Recocido.- La operación de recocido de un acero, consiste en calentarlo sobre
su punto de transformación y dejarlo enfriar lentamente.
La temperatura de recocido depende del
tenor de carbono del
acero por cuanto a la temperatura de transformación está dada en función de su
cantidad de carbono. De esta manera los aceros al carbono adquieren una
estructura perlítica y por lo consiguiente presentan una dureza y resistencia relativamente baja y
un mayor alargamiento, condición esta última que, en general, presenta una
variación en sentido contrario a la resistencia.
En la operación de recocido intervienen 3 factores: Temperatura de
calentamiento, duración del calentamiento y velocidad de
enfriamiento. De acuerdo a la variación de estos tres factores serán las
condiciones del
producto final. La condición primordial para recocer un
acero, es calentarlo sobre su temperatura de transformación; es decir, que el
acero debe ser llevado al estado austenítico. Observando el diagrama de
equilibrio podrá notarse que en los aceros hipoeutectoides (entre 0 y 0 % de C) cuanto menor sea el contenido de carbono,tanto
más alta ha de ser la temperatura de 20 a 40°C sobre su punto de
transformación, pues la temperatura demasiado elevada producirá un grano muy
grande y aún se correrá el peligro de quemar el material, desmejorando sus
condiciones mecánicas. La duración del recocido ha de ser lo
suficiente para que la pieza de acero adquiera la temperatura necesaria en todo
su volumen. La velocidad de enfriamiento debe ser lo suficientemente lenta como
para dar lugar a la formación de la estructura perlítica. Esta velocidad varía
con la cantidad de carbono. Los aceros con tenores de carbono elevado, han de enfriarse muy lentamente; por ejemplo, dejarlo dentro
del horno a
fin que se vayan enfriando a medida que se enfría éste. Si la cantidad de
carbono es menor, como en los aceros dulces y extra- dulces, puede dejárselos
enfriar al aire a temperatura ambiente.-
Este tratamiento térmico se utiliza cuando se desea que el acero presente una
dureza mínima con el objeto de poderlo trabajar fácilmente. También se los
somete a recocido cuando han de ser utilizados en piezas y estructuras en las
que se requiere un buen alargamiento, aún sacrificando en parto el valor de su
resistencia.-
También se utiliza el recocido para destruir cualquier otra de las condiciones anteriores
que pudiera presentar el material, variándole por consiguiente sus
características mecánicas, a saber:
1) El acero deformado en frío que presenta dureza elevada, bajo alargamiento y
resiliencia.-
2) El acero templado, que también presentadureza elevada con poco
alargamiento.-
3) El acero sobrecalentado; vale decir que ha sido tratado a temperatura muy
elevadas, presentando un grano muy grande, como ya se ha mostrado. En el caso del material sobre calentado,
todas sus características disminuyen, presentando poca dureza y resistencia, con bajo
alargamiento y resilencia. En todas estas condiciones
mencionadas anteriormente la operación de recoción devuelve al acero la
estructura micrográfica y las características mecánicas propias.
• Normalizado. Este tratamiento consiste en un
calentamiento a temperatura ligeramente superior a la crítica, seguido de un
enfriamiento al aire calmo. Se suele utilizar para piezas que han sufrido
trabajos en caliente, Trabajos en frío, enfriamientos irregulares o sobrecalentamientos,
y también sirve para destruir los efectos de un tratamiento a los aceros para
que queden con los constituyentes y características que pueden considerarse
normales o propios de su composición. En el nomarizado la
velocidad de enfriamiento es más lenta que en el temple y más rápida que en el
recocido. Es un tratamiento típico de los aceros al carbono de
construcción de 0 á 0,40% de C y rara ves se emplea
en los aceros de herramientas, ni en los aleados de construcción. El espesor de
las piezas ejerce bastante influencia en los constituyentes y características
que se obtienen en el normalizado de los acero.-
• Temple: El
acero tiene la propiedad conocida desde la antigüedad de adquirir una dureza
adecuada cuando se localienta al rojo y se lo enfría rápidamente. Esta
operación, llamada temple, aumenta su dureza y resistencia,
disminuyendo en cambio su alargamiento y resiliencia. Para
que un acero adquiera temple, es necesario calentarlo
a una temperatura tal, que forme solución sólida austenítica, y luego enfriarlo
con la suficiente velocidad para que no se produzca la formación de perlita,
siendo de esta manera la estructura resultante, mertenesita, o bien troostita.
Los principales factores que influyen en el temple son: Composición química, temperatura
de calentamiento y velocidad de enfriamiento.-
1) Composición química.-
[pic]
Las modificaciones aportadas por el temple varían con la composición del acero.
La influencia del
carbono es de importancia fundamental, como
determinante de la dureza máxima y resistencia
de todas las propiedades mecánicas en general de los aceros al carbono. La
influencia más importante del carbono es sobre la dureza, resistencia y
ductibilidad del metal; la fig. 8-5 de las variaciones de la dureza de los
aceros ordinarios en función del tenor de carbono, suponiendo que el temple ha
dado para cada uno de ellos la dureza máxima. La adición de ciertos elementos,
tales como el Mn, el Ni, el Cr, obran en el mismo sentido que un aumento de la
velocidad de enfriamiento; en el aire es la velocidad crítica de temple; el
acero correspondiente es entonces denominado auto-templante. Para grandes
proporciones de estos elementos, el acero puede estar normalmente constituido
por austenita luegode un enfriamiento lento, tales como los aceros de 12% de
Mn, de 25% de Niquel etc. Para las piezas de pequeñas dimensiones y para
tenores en carbono superiores a 0,5% es posible obtener con los aceros
ordinarios, en todos los puntos, una velocidad de temple suficiente para
obtener una estructura martensítica sensiblemente homogénea en todo el
espesor.-
Para las piezas de gran tamaño, este resultado es imposible de obtener; la
velocidad de enfriamiento será suficiente para dar martensita solamente en la
periferia; pero no en el corazón donde se formará troostita; como resultado,
después del temple, la dureza decrece desde el borde hacia el centro.-
La adición de elementos al acero como el Cr., el Ni, el Mn, permiten realizar
temples homogéneos aún para grandes espesores: se dice que estos elementos
favorecen la penetración del temple.
(2)Temperatura de calentamiento.-
Como ya se ha dicho, es necesario llevar al acero hasta la formación de la
austenita, es decir, a temperatura superiores a las de las líneas DBE de la
fig. 8-4 y existe un tenor para el cual la
velocidad de enfriamiento 8-4. Cabe observar que sobre la temperatura de los
700° y bajo la línea DB ya existe formación parcial de austenita y por
consiguiente el acero calentado a esas temperaturas puede adquirir un temple
parcial. Los aceros con
más del 0,85% de carbono, calentados sobre la línea BC (fig.8-4), presentarán
una estructura de austenita más comentita libre; y dado que esta última especie
es de dureza muy elevada, paraobtener el temple no es necesario calentar el
acero sobre la línea DE. En resumen, para obtener el temple
debe calentarse de la siguiente manera
Para aceros hipoeutectoides: Sobre la línea EB
Para aceros hipereutectoides: Sobre la
línea BC
Temperatura Crítica 768-770 s C
En 700s algo le pasa al material, hay una transformación parcial
sQué pasa si lo templo a esa temperatura?
Si no hay 100 % de austenita la transformación no será completa, no será la ideal
(3)Velocidad de enfriamiento:
Se ha dicho que para que se produzca el temple, el enfriamiento debe ser
rápido. Esto se consigue sumergiendo la pieza, inmediatamente de retirada del
horno, en baños refrigerantes que pueden ser de distinta naturaleza, tales como
el agua, el aceite mineral, y vegetal, el mercurio, etc.-
La severidad refrigeradora de los distintos líquidos para templar, varía mucho
de acuerdo con sus propiedades físicas, tales como: Calor específico,
conductibilidad calorífica, calor latente de vaporización y viscosidad.-
Entre los baños de mayor poder refrigerante de aplicación industrial, podemos
mencionar la ducha de agua fría, sumergiéndole en orden decreciente el baño de
agua, estaño, plomo, aceite de linaza y plomo fundido, siendo los más
utilizados el baño de agua fría y los aceites minerales y vegetales.-
Un enfriamiento muy brusco; por ejemplo, en ducha de agua fría, imprimirá al
acero una gran dureza y resistencia, con bajo alargamiento y resiliencia; en
cambio, los temples suaves (en aceite, por ejemplo) ledarán al material menos
dureza, pero mejores condiciones de resiliencia y alargamiento.-
Sales 400s-600s
Pb 327s
Sn 324s
Aceites, sales 180s
Agua más aditivos
Cada uno otorga un gradiente, baja la temperatura de la pieza garantizando una
velocidad de enfriamiento acorde a la pieza
Hay que ver el calor específico, la capacidad del material para disipar la
temperatura
Y el medio.
El medio, el material y la condición deben ser adecuadas para ese material
Tienen que ver con el medio de enfriamiento (propiedad del medio de refrigeración
Ensayos de aptitud al temple.
Permite tratar de saber previamente la respuesta de aptitud de temple de la
pieza
Mide la capacidad de los acerso en adquirir temple (dureza
No toma en consideración el revenido
Mide hasta qué profundidad es capaz de transformarse el material de perlita en
martensita.
Básicamente el ensayo se efectúa de la siguiente forma:
La probeta es un cilindro usinado de diámetro de 25,4 mm. y de una longitud de
98 mm. con una cabeza de 3,2 mm. de espesor y de 31,7 mm. de diámetro (fig.
8-7). Luego de ser calentada a la temperatura de temple
fijada en 50 grados por arriba del
punto de transformación, la probeta es colocada verticalmente sobre un soporte
y recibe en su parte inferior un chorro de agua a presión constante. Este
chorro llega por un orificio de 13 mm. de diámetro distante 127 mm. de la
extremidad de la probeta; la presión es tal que el chorro llega a una altura de
63 mm., desde el orificio. Luego que se ha completado elenfriamiento, se
procede a tomar durezas Rockwell C siguiendo una generatriz; las impresiones
están distanciadas una de otra, 1,6 mm. (1/6 de pulgada).[pic]
De acuerdo con los resultador obtenidos, se traza el diagrama Jominy de la
dureza Rockwell en función de la distancia a la extremidad templada. (8-8).
Fig. 8-8: Diagrama Jominy Fig. 8-9: Diagrama Jominy de los aceros
1045, 3145, 5145, 6145 y 4145
[pic]
Temple luego de calentamiento por inducción.
Es utilizado para producción serial o producción seriada
Es aplicado en grandes volúmenes de producción; por ejemplo templado de piezas
de producción serial como los árboles de leva y los ejes
de transmisión.
En este procedimiento el calentamiento de las piezas
se hace por medio de corrientes
de inducción de alta frecuencia; las piezas se disponen en un campo magnético
dado por un solenoide recorrido por una corriente eléctrica. Las corrientes
de Fouecult y el fenómeno de histéresis tienen por efecto llevar muy
rápidamente la temperatura de las piezas hasta su punto de transformación.
Además, las corrientes
de inducción de alta frecuencia son superficiales por lo tanto solamente la
superficie de la pieza se encuentra calentada. Una vez
obtenida la temperatura necesaria, el temple es efectuado por chorros de agua a
gran presión que salen de orificios colocados en el inductor magnético.
El calentamiento depende de la forma del
inductor y de ladistancia entre el inductor y la pieza, como así mismo de la frecuencia de la
corriente (a mayor frecuencia, menor profundidad de temple). Para las piezas delgadas, es
entonces necesario utilizar frecuencias elevadas. El temple superficial
por alta frecuencia da una estructura martesítica más fina y más dura, que la
que se consigue con temple
por horno y para el acero
de 0 % de carbono. De esta manera
se templan los cigueñales de los cuales se endurecen solamente los muñones, los
engranajes.
De lo dicho anteriormente podemos decir que el temple
se lo usa porque
es de gran velocidad de calentamiento, tiene un mayor volumen de producción.
Además el temple penetra
hasta 1/3 del
radio de ejes, es decir es temple superficial.
También diremos que
Temple a la
llama.-
El objetivo buscado es el mismo que en el caso anterior; el endurecimiento
superficial por un calentamiento rápido. El medio
empleado es un soplete a gas y aire comprimido que producen un gran poder de
calentamiento, un temple por aspersión es hecho inmediatamente después del
calentamiento.-
Se han construido máquinas automáticas para el templado de engranajes, en las
cuales las ruedas o coronas dentadas son puestas en rotación delante la llama
de un solpete, hasta que la temperatura de temple, medida por un pirómetro a
célula foto-eléctrica, haya sido alcanzada por la superficie. En este momento la rueda o corona es rociada con agua. Se trata por el mismo procedimiento árboles de levas de función, y
cuyos muñones son calentados cada uno porun soplete. La operación es de
una gran rapidez y muy económica. El temple a la llama de las bancadas de torno
les procura una gran resistencia
al desgaste.-
Revenido.-
El revenido es una operación complementaria a la del temple y se efectúa con el fin de
quitarle la exesiva fragilidad a los aceros templados. En efecto, un acero después de haber recibido el temple perfecto,
adquiere gran dureza; pero a su vez, una gran frajilidad debido a las tensiones
internas que producen las variaciones de volumen debido al rápido enfriamiento.
Debido a estas tensiones de temple es que se producen a veces fisuras de
temple, pudiendo, en otras ocaciones, producirse estas fisuras aún varios días
después del templado.-
La operación de revenido, cuyo fin es quitar al material estas tensiones de
temple, disminuyendo –en consecuencia- su fragilidad, consiste en calentar el
acero bajo su zona de transformación; es decir, bajo los 700°.
Prácticamente, el revenido se efectúa entre los 200 y 600°C, según las
condiciones que se desee obtener del material, pues a medida que se la somete a
un revenido más alto; es decir, a más alta temperatura, conseguiremos disminuir
su frajilidad; pero también disminuye su dureza y resistencia.-
Es de hacer notar que para conseguir una dureza determinada las mejores
condiciones mecánicas se obtendrán imprimiendole la dureza máxima mediante un
temple perfecto, y luego rebajado su dureza mediante un revenido a temperatura
apropiada.-
En efecto: supongamos que se desea que el aceroadquiera una dureza aˆ†, la cual
se puede conseguir mediante un temple imperfecto a una temperatura 0 que
directamente le da la dureza deseada; o bien mediante un temple imperfecto que
le da una dureza aˆ†; o bien mediantem un temple perfecto que le imprimiera una
dureza aˆ†’’ y luego mediante revenido apropiado llevarlo a la dureza aˆ†
deseada. Una vez terminado el tratamiento, en el primer caso
el acero quedará con una resiliencia P, es el segundo caso con una resiliencia
p’ y en el tercer con una resiliencia P, es el segundo caso con una resiliencia
P’’. Esta resiliencia P’’ será mayor que las otras dos y –por
consiguiente- con este tratamiento el acero quedará con la dureza deseada, pero
con una fragilidad mínima.-
La velocidad de enfriamiento no tiene mayor efecto sobre el revenido, de
manera, que en general, se puede enfriar sumergiendo la pieza en una líquido
refrigerante o dejándola enfriar al aire.-
Algunos aceros, cuando alcanzan temperaturas de 500 a 550°C adquieren gran
fragilidad, de manera que, en caso que la temperatura de revenido fuese más
alta de 550°, convendría enfriarlos rápidamente a fin de que su permanencia en
la zona de fragilidad sea la más corta polible.-
En las instalaciones industriales, las temperaturas para todos los tratamientos
térmicos se miden mediante pirómetros; pero a falta de ellas, es posible
apreciar al temperatura del acero mediante la coloración que adquiere. Debido a
la temperatura se forma en la superficie del acero una delgadísima capa de
óxido, el cualadquiere por descomposición de la luz-distinta coloración, según
la temperatura a que se haya formado.-
Existe así una escala de colores, llamados colores de revenido, que indican de
una manera aproximada la temperatura que ha alcanzado el acero.-
Algunos de los términos de la escala son los siguientes:
Amarillo pálido200°C
Paja claro230°C
Amarillo oro..245°C
Rojizo.265°C
Púrpura275°C
Violado.285°C
Azul claro305°C
Gris.330°C
Resultados: Mediante las operaciones de temple y revenido, los aceros pueden
variar mucho en sus condiciones mecánicas. En los aceros al carbono es
necesarios distinguir entre los aceros dulces y los duros; los primero
adquieren muy poco temple; en cambio los aceros duros, debido a su mayor tenor
de carbono, pueden elevar mucho su resistencia mediante el temple. Por
ejemplo, un acero semi-duro que reconocid tiene una resistencia de σ=60
Kg/mm² y un alargamient δ=20%, mediante un temple enérgetico puede
alcanzar los siguientes valores: σ=150 Kg/mm²; δ=3%; P=4; y si luego
se le da un revenido a 500°C, alcanzaría los siguientes valores: σ=100
Kg/mm²; δ=10%; P=14.-
Engeneral, para ser sometidos a tratamientos térmicos de temple, se utilizan
aceros especiales; vale decir, que tienen otros elementos además del carbono,
como ser el cromo y el niquel, pues es posible en estos aceros alcanzar
resistencias de 150kg/mm² con δ=9% y P=7; es decir, condiciones mecánicas
mucho mejores que los que presenta el acero al carbono para esa misma
resistencia.-
Cementación
Solida.-
Una vez llenas las cajas son cerradas para evitar una inútil combustión de
cementante, colocas en el horno y llevadas a temperatura, que debe ser
mantenida constante. Las cajas de cementación puede ser de chapa de acero,
embutidas o soldadas con autógena, en acero colado, en aleaciones
cromo-níquel.-
Control de la operación Elegida la temperatura de
cementación –por ejemplo, 850°C- con temple simple, o bien 950- 1000°C doble
temple, la duración del calentamiento depende únicamente del espesor de
cementación deseado, el cual se fija por el destino y uso de la pieza. La
temperatura de calentamiento debe –por lo tanto- ser medida con pirómetros
frecuentemente verificados; la duración del calentamiento de las cajas
debe ser determinado experimentalmente. El control del espesor de capa cementada se efectúa sobre
probetas del
mismo acero dispuestas en las cajas. Obtienen sobre las mismas piezas son
convenientementes cortadas por la mitad, y se rompen luego de la cementación y del
temple. El espesor de capa cementada se aprecia atacado la fractura por un
reactivo cúprico.-
Tratamientos térmico Laspiezas se enfrían en las
cajas y una vez fuera se las vuelve a calentar a la temperatura de temple. Si
la cementación tubo lugar a 950-1000°C, se efectúa el doble temple, que
consiste en
a) Un temple a 950-1000°C, que regenera el núcleo sobre calentado; pero que no
procura la máxima dureza a la capa superficial, ya que la temperatura sobrepasa
el punto de transformación de esta capa.-
b) Un temple a 800°C que da la dureza deseada. Se efectúa a veces el primer
temple a la salida de las cajas de cementar; este modo de operar, evita volver
a calentar a la temperatura de temple, y la de carburación.-
Después del tratamiento, sucede a veces, cuando el temple es enérgica, que la
capa cementada contiene austentita retenida que disminuye la dureza.-
Un revenido a 200°C puede transformar en martensita una parte de la austenita;
pero disminuye las tensiones de compresión superficial probables a la
resistencia; manteniendo las piezas durante 2 horas a -75°C después del temple,
se aumenta sensiblemente la dureza. Este tratamiento es menos efectivo si el temple
a sido seguido de un revenido a 200°C.-
El control de las durezas de las piezas cementadas y templadas puede efectuarse
cualitativamente por medio de un punsón de punta cromada; pero es evidentemente
más preciso efectuar ensayos de dureza por los métodos Shore, Vickers o
Rockell.-
El tiempo de cementación depende de la profundidad de capa deseada y a pesar de
la penetración de la cementación varía con la absorción de carbono, sepuede
considerar que la penetración es de 0,2 mm. por hora.-
Nitruración.-
La nitruración es un proceso de endurecimiento superficial del acero por
absorción de nitrógeno cuando se halla a temperaturas de 500°C a 525°C.-
Se obtiene, si la naturaleza del acero es conveniente, una caoa de nitrura de
hierro de gran dureza, sin que sea necesario efectuar el temple, luego de la
absorción del Nitrógeno.-
Para obtener una capa de gran dureza, es necesario limitar la difunsión del N
en el acero, lo que obliga a utilizar aceros especiales que contienen uno o
varios de los siguientes elementos: cromo, silicio, molibdeno, aluminio,
vanadio.-
Antes de la nitruración se trata térmica el metal; es decir, se lo templa y se
lo reviene a temperaturas de por lo menos 520°C.-
Los aceros más empleados para la nitruración son los aceros al cromo-aluminio
con la siguiente composición química: C=0,25 á 0,45% Al=0,9 a 42%; Cr=1,4 á
1,7% y a menudo 0,25% de molibdeno.
Estos aceros son relativamente poco sensibles a la enfermedad de Krupp.-
Las operaciones a efectuar sobre las piezas a nitrurar son las siguientes
1) Formado de la pieza.
2) Tratamientos térmicos, para obtener características deseadas.
3) Terminación del usinado de la pieza.
4) Nitruración.
5) Rectificación; consiste más que todo en un ligero
pulido de superficies.
6) Control de la dureza superficial.
Es de hacer notar que en el usinado es necesario eliminar la
superficie oxidada o decarburada de la pieza en bruto.-
