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Tratamiento Termico



 Proceso al que se someten los metales u
 otros tipos de materiales sólidos como
 polimeros con el fin de mejorar sus
 propiedades mecánicas, especialmente
 la dureza, la resistencia y la elasticidad.
Consiste en:


       Calentar el acero a una temperatura determinada




Enfriarlo a la velocidad
conveniente



                                                 Mantenerlo a esa
                                                 temperatura durante un cierto
                                                 tiempo hasta que se forme la
                                                 estructura deseada
Propiedades Mecanicas

Dependen tanto de la composición química como de la estructura cristalina
que tenga el acero. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura
cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas
características mecánicas concretas.


Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse
erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin
producir fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso
de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.
 Las propiedades fisicas y mecanicas
  dependen del tamaño, la forma y el perfil de
  los microconstituyentes presentes.

 Por lo general, los microconstituyentes
  presentes en el acero son la ferrita, troostita,
  sorbita, austenita y cementita.


                                                     Vd
Principio del Tratamiento
                         Termico


 Un metal cambia de estructura cuando se
     calienta a cierta temperatura y los
       cambios estructurales ocurren
  nuevamente cuando la aleacion se enfria
          a temperatura ambiente.
 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–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.
Referentes de temperaturas en
                 los tratamientos


 Son las líneas de
  transformación de los
  constituyentes
  estables en el
  diagrama Fe-C
  (perlita, ferrita y
  cementita)
   Ac3: ferrita
   Acm: cementita
   Ac1: perlita
Tecnicas de Modificacion

                  Tratamientos



Tratamientos                     Tratamientos
térmicos:                        termo-químicos

   Recocido                        Cementacion
   Temple                          Nitruracion
   Revenido                        Cianuracion
   Normalizado                     Carbonitruracion
Termico

                           Recocido


  Consiste básicamente en un
    calentamiento hasta temperatura de
    austenitización (800-925 °C) seguido de
    un enfriamiento lento.

  Con este tratamiento se logra aumentar la
    elasticidad, mientras que disminuye la
    dureza.
Termico




  También facilita el mecanizado de las
    piezas al homogeneizar la estructura,
    afinar el grano y ablandar el material,
    eliminando la acritud que produce el
    trabajo en frío y las tensiones internas.


                             Estado en el que se encuentra
                             un material cuando ha perdido
                              su ductilidad y maleabilidad.
Termico

                              Temple

  Su finalidad es aumentar la dureza y la
    resistencia del acero. Para ello, se
    calienta el acero a una temperatura
    ligeramente más elevada que la crítica
    superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría
    luego más o menos rápidamente (según
    características de la pieza) en un medio
    como agua, aceite, etcétera.
Termico

                          Revenido

 Se aplica a aceros previamente
  templados, para disminuir ligeramente los
  efectos del temple, conservando parte de
  la dureza y aumentar la tenacidad.
  Consigue disminuir la dureza y resistencia
  de los aceros templados, se eliminan las
  tensiones creadas en el temple y se
  mejora la tenacidad, dejando al acero con
  la dureza o resistencia deseada.
Termico

                        Normalizado


  Tiene por objeto dejar un material en
    estado normal, es decir, ausencia de
    tensiones internas y con una distribución
    uniforme del carbono. Se suele emplear
    como tratamiento previo al temple y al
    revenido.
Materiales
Termoquimico

                        Cementacion

  Aumenta la dureza superficial de una
    pieza de acero dulce, aumentando la
    concentración de carbono en la superficie.

  El tratamiento logra aumentar el
    contenido de carbono de la zona
    periférica, obteniéndose después, por
    medio de temples y revenidos, una gran
    dureza superficial, resistencia al desgaste
    y buena tenacidad en el núcleo.
Termoquimico

                        Nitruracion


  Al igual que la cementación, aumenta la
    dureza superficial, aunque lo hace en
    mayor medida, incorporando nitrógeno en
    la composición de la superficie de la
    pieza. Se logra calentando el acero a
    temperaturas comprendidas entre 400 y
    525 °C, dentro de una corriente de gas
    amoníaco, más nitrógeno.
Termoquimico

                       Cianuracion

  Endurecimiento superficial de pequeñas
   piezas de acero. Se utilizan baños
   con cianuro, carbonato y cianato sódico.
  Se aplican temperaturas entre 760 y
   950 °C.
Termoquimico

                   Carbonitruracion


 (C+N): al igual que la cianuración, introduce
  carbono y nitrógeno en una capa superficial,
                    pero con
 hidrocarburos como metano, etano o propano;
         amoníaco (NH3) y monóxido de
   carbono (CO). En el proceso se requieren
 temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario
   realizar un temple y un revenido posterior.
Materiales
En esencia:

  Termicos
Suavizar aceros, mejorar
                              Recocido
    maquinabilidad


 Aumentar dureza y resistencia         Temple
          del acero


Disminuir la dureza y resistencia de los        Revenido
           aceros templados


Dejar un material en estado normal, es decir,     Normalizado
      ausencia de tensiones internas.
En esencia:

  Termoquimicos
 Aumenta la dureza superficial    Cementacion
  de una pieza de acero dulce


 Aumenta la dureza superficial,
aunque lo hace en mayor medida        Nitruracion


 Endurecimiento superficial de pequeñas    Cianuracion
            piezas de acero


Obtener superficies extremadamente duras y
             un núcleo tenaz.
                                               Carbonitruracion

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Clasificacion de tratamientos termicos del acero

  • 1. Tratamiento Termico  Proceso al que se someten los metales u otros tipos de materiales sólidos como polimeros con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad.
  • 2. Consiste en: Calentar el acero a una temperatura determinada Enfriarlo a la velocidad conveniente Mantenerlo a esa temperatura durante un cierto tiempo hasta que se forme la estructura deseada
  • 3. Propiedades Mecanicas Dependen tanto de la composición química como de la estructura cristalina que tenga el acero. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas. Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material. Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.
  • 4.  Las propiedades fisicas y mecanicas dependen del tamaño, la forma y el perfil de los microconstituyentes presentes.  Por lo general, los microconstituyentes presentes en el acero son la ferrita, troostita, sorbita, austenita y cementita. Vd
  • 5. Principio del Tratamiento Termico  Un metal cambia de estructura cuando se calienta a cierta temperatura y los cambios estructurales ocurren nuevamente cuando la aleacion se enfria a temperatura ambiente.
  • 6.  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–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.
  • 7. Referentes de temperaturas en los tratamientos  Son las líneas de transformación de los constituyentes estables en el diagrama Fe-C (perlita, ferrita y cementita)  Ac3: ferrita  Acm: cementita  Ac1: perlita
  • 8. Tecnicas de Modificacion Tratamientos Tratamientos Tratamientos térmicos: termo-químicos  Recocido  Cementacion  Temple  Nitruracion  Revenido  Cianuracion  Normalizado  Carbonitruracion
  • 9. Termico Recocido  Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento.  Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.
  • 10. Termico  También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. Estado en el que se encuentra un material cuando ha perdido su ductilidad y maleabilidad.
  • 11. Termico Temple  Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
  • 12. Termico Revenido  Se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. Consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada.
  • 13. Termico Normalizado  Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.
  • 15. Termoquimico Cementacion  Aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie.  El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
  • 16. Termoquimico Nitruracion  Al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
  • 17. Termoquimico Cianuracion  Endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico.  Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
  • 18. Termoquimico Carbonitruracion  (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
  • 20. En esencia:  Termicos Suavizar aceros, mejorar Recocido maquinabilidad Aumentar dureza y resistencia Temple del acero Disminuir la dureza y resistencia de los Revenido aceros templados Dejar un material en estado normal, es decir, Normalizado ausencia de tensiones internas.
  • 21. En esencia:  Termoquimicos Aumenta la dureza superficial Cementacion de una pieza de acero dulce Aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida Nitruracion Endurecimiento superficial de pequeñas Cianuracion piezas de acero Obtener superficies extremadamente duras y un núcleo tenaz. Carbonitruracion