TRATAMIENTOS

TRMICOS

TRATAMIENTOS TRMICOS

Tienen por objeto el obtener una determinada estructura interna cuyas propiedades permitan alcanzar alguno de los siguientes objetivos:

Lograr una estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad.

Eliminar Tensiones internas para evitar deformaciones despus del mecanizado.

Eliminar la acritud ocasionada por el trabajo en fro.

Conseguir una estructura ms homognea.

Obtener mxima dureza y resistencia.

Variar alguna de las propiedades fsicas.

Austenita

Es una solucin slida de carbono o carburode hierro en hierro gamma [].

La mxima solubilidad en estado slido delcarbn en la austenita es del 2,08% a 1.148Cy disminuye a un 0,8% a 723C.

Puede contener desde 0 1,7% de carbono.

Su resistencia es de 88 - 105 Kp/mm aprox.

Su dureza de 300 Brinell.

Su alargamiento de 30 a 60%.

Es poco magntica, blanda, muy dctil ytenaz.

Tiene gran resistencia al desgaste, siendo elconstituyente ms denso de los aceros.

Ferrita

La ferrita es hierro alfa [] sea hierro casi puro,que puede contener en pequeas cantidadessoluciones de silicio, fsforo y otras impurezas.

Su resistencia es de 28 Kp/mm aprox.

Su dureza de 90 HB (unidades de Brinell).

Su alargamiento de 35 a 40%.

Es l mas blando de todos los constituyentes delacero, muy dctil, maleable y una excelentemaquinabilidad.

Es magntica a temperaturas inferiores de los768C y no magntica entre los 768C y los 910C.

Su capacidad para disolver carbono esprcticamente nulo 0,022%.

Cementita

Cementita o tambin llamada carburo dehierro [Fe3C] contiene el 6.67% de carbono yel 93.33% de hierro.

Es el constituyente ms duro y frgil de losaceros al carbono.

Su dureza es superior a los 68 HRc (Rockwell C).

Por su gran dureza queda en relieve despusdel pulido pudiendo conocerse perfectamenteel contorno de los granos o de las laminas.

Es magntica a la temperatura ambiente peropierde esta propiedad a 218C.

Perlita

Es una mezcla ferritica alfa y cementita Fe3C enlaminas paralelas producida por la descomposicineutoctonica de la austenita.

Esta contiene aprox. seis partes de hierro y una decarburo, lo que corresponde a 11,7% de Cementita y88,3% de Ferrita.

Tiene una resistencia de 80 Kp/mm.

Un alargamiento de 15%.

Ledeburita

Es un constituyente de naturaleza eutctica que seforma a temperatura constante: 1.145C. Sucomposicin qumica es fija con 4,3% de C. Estformada por un 52% de Cementita y un 48% deAustenita saturada de carbono.

Teniendo en cuenta que la austenita no es estable atemperatura ambiente, debemos pensar que tampocolo ser la ledeburita, ya que en el enfriamiento laaustenita se transforma en Perlita o Cementita.

La microestructura tipica es conocida con el nombre decarburo Ledeburticos (L).

Bainita

Bainita superior: Es de aspectoarborescente, formada a 500-550C. Lasplacas discontinuas de los carburostienden a tener una orientacin paralela ala direccin de las agujas de la propiabainita.

Bainita inferior: Tiene un aspectoacicular bastante parecido a lamartensita, formada a 250-400C. Estaspequeas placas son paralelas entre si ysu direccin forma un ngulo de 60 conel eje de las agujas de ferrita.

Martensita

Esta formado por una solucin slida sobresaturada de carbono de hierro [] en hierroalfa [] , y que se obtiene por enfriamientorpido de los aceros desde altastemperaturas.

Es magntica y se aumenta su dureza,resistencia y fragilidad con el contenido encarbono [hasta un mximo de 0,09% aprox.]

Su resistencia es de 170 a 250 Kp/mm.

Su dureza es de 50 a 68 HRc (Rockwell C).

Su alargamiento es de 2,5 a 95%.

TRATAMIENTOS TRMICOS

RECOCIDO.

NORMALIZADO.

TEMPLE.

REVENIDO.

FASES

CALENTAMIENTO

La primera operacin de todo tratamiento trmico es el calentamiento adecuado.

En la mayora de los tratamientos trmicos la T de calentamiento es ligeramente superior a la de transformacin Ac1, Ac3, Acm.

A1. T eutctica, A3 ferrita+austenita- austenita, Acmaustenita+cementita-austenita

El calentamiento debe ser de tal forma que la

diferencia de T, entre el exterior y el interior, sea

mnima; la duracin del calentamiento depende del

dimetro de la pieza.

INFLUENCIA DE LA T EN EL TAMAO

DEL GRANO

Al calentar, desde la T de

ambiente hasta los puntos

de trasformacin, el grano

disminuye de tamao; y,

aunque est largo tiempo a

esa T, el tamao no

aumenta.

INFLUENCIA DE LA T EN EL TAMAO

DEL GRANO

El tamao del grano

aumenta

considerablemente al

aumentar la T por

encima del punto de

transformacin y con el

tiempo

Cuando el tamao del

grano es muy grande

puede llegar a quemarse

TRATAMIENTOS TRMICOS SIMPLES

Comnmente se aplican cuatro tratamientos trmicosa los aceros al carbono.

Recocido en proceso eliminacin del trabajoen fro. La ferrita en aceros con menos de 0.25%de C se endurecen mediante deformacin otrabajo en fro. El tratamiento trmico derecristalizacin utilizado para eliminar el efectodel trabajo en fro se denomina recocido enproceso. El recocido se efecta entre 80 y 170 Cpor debajo de la temperatura A1 (temperatura deleutectoide).

Recocido y normalizado.

Es posible refinar el Fe3C controlando la velocidad deenfriamiento cuando la austenita se transforma en perlita.

Si se realiza un enfriamiento muy lento desde latemperatura austentica, la perlita es gruesa estetratamiento se denomina recocido completo.

Un enfriamiento rpido al aire produce perlita fina, y estetratamiento se denomina normalizado.

Los aceros hipoeutectoides son recocidos calentndolos 30 Cpor encima de la temperatura A3 para producir austenitahomognea (austenitizacin). Despus el acero es enfriado en unhorno, por lo que se tienen bajas velocidades de enfriamiento.Puesto que se tiene mucho tiempo para la difusin, la ferritaprimaria y la perlita son gruesas y el acero tiene baja resistenciamecnica y adecuada ductilidad.

Los aceros hipereutectoides son primero calentados 30 C porencima de A1, sin calentar ms all de Acm ya que se formara unacapa continua de Fe3C en los bordes de grano de la austenita ycausara una fragilizacin. La austenitizacin justo por encima deA1 permite la formacin de carburos redondeados de Fe3C.Despus del austenitizado el acero se enfra en el horno paraproducir Fe3C discontinuo y perlita gruesa.

Recocido en Hipo e Hiper

RECOCIDO

Los objetivos que se

persiguen son:

Eliminar tensiones del

temple.

Aumentar la plasticidad,

ductilidad y tenacidad.

Conseguir una

microestructura especfica.

Los aceros se normalizan calentdolos hasta 55C por encima de A3 o de Acm, dependiendo de lacomposicin del metal.

Despus del austenitizado el acero se saca dehorno y se deja enfriar al aire.

Tal enfriamiento proporciona mayoresvelocidades de enfriamiento y perlita ms fina.

El acero hipereutectoide puede ser normalizadopor encima de Acm porque, debido a la mayorrapidez de enfriamiento, el Fe3C tiene menoroportunidad de formar una capa continua en loslmites de grano de la austenita.

Normalizado

Normalizado: se denomina normalizado por que se entiende que con este tratamiento los aceros obtienen sus propiedades normales.

Se someten a este tratamiento piezas que han sufrido deformaciones en caliente, en fro o bien que han tenido enfriamientos irregulares o sobrecalentamientos.

Tambin nos sirve para eliminar un tratamiento trmico previo. Con el normalizado se reducen tensiones internas provocadas por las causas anteriores, as como una unificacin del tamao de grano.

Esferoidizacin mejoramiento de la maquinabilidad.

Los aceros de alto carbono, que contienen un gran contenidode Fe3C, tienen caractersticas de maquinabilidad deficientes.Durante el tratamiento se reqiere tiempos prolongados (12 a15 h) a unos 30 C arriba de A1, el Fe3C se aglomera enpartculas esfricas para reducir el rea de frontera. Lamicroestructura, conocida como eesferoidita, tiene ahora unamatriz de ferrita blanca y maquinable.