TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO
Gracias a la modificación de las propiedades del material, con un acero fácilmente mecanizable, se pueden fabricar piezas duras y resistentes al desgaste esta modificación se la conoce como temple.
Entonces podremos decir que temple es calentar al rojo el acero y luego enfriarlo con rapidez, por medio del temple se consiguen durezas que dependerán del contenido de carbono.
Para el temple se utilizan hornos de templar u hornos de baños de fusión (baños en sales de fusión) los mismos que tienen una regulación exacta de la temperatura.
Con el temple aumenta la resistencia, pero también la fragilidad del acero lo que lo hace quebradizo y se puede romper con el más ligero golpe, debido a los esfuerzos ocasionados por el enfriamiento, para contrarrestar esta fragilidad hay que realizar el revenido del acero que consiste en calentar el material a temperaturas entre 200 – 300°C y a continuación enfriarla, con esta operación se pierde la mayor parte de la fragilidad y también parte de la dureza, lográndose aumentar la tenacidad, mientras más alta es la temperatura de revenido se disminuyen la dureza, la resistencia a la tracción y el límite de fluencia, mientras se aumenta el alargamiento, y la resistencia de resiliencia.
Cuando hay que maquinar acero endurecido a este hay que ablandarlo lo que se conoce como recocido que es un proceso para reducir los esfuerzos internos, entonces podremos decir que:
Recocido: es calentar una pieza hasta una temperatura determinada y mantenerla en esta temperatura, enfriándola después con lentitud en horno cerrado o envuelto con ceniza, cal o asbesto.
TEMPLE EN CAPAS DE UNA PIEZA
El temple en capas de una pieza consiste en el temple limitado a la capa exterior manteniendo la tenacidad del núcleo lo que es conocido como cementado.
Dado que el carbono es el componente endurecedor se necesita algún método para aumentar el contenido de carbono del acero al bajo carbono y esto se consigue con cualquiera de los siguientes métodos: empacado para carburización, método del baño líquido y método de gas.
1.- EL MÉTODO DE CARBURIZACIÓN.- Consiste en empacar acero de bajo contenido de carbono en una caja cerrada con un material carbonáceo y calentarlo a una temperatura de 900 a 930°C durante 4 a 6 horas, mientras más tiempo este la pieza empacada en el Horno más profunda será la penetración del carbono, luego se saca la pieza y se la enfría con rapidez en agua o salmuera.
2.- EL MÉTODO DEL BAÑO LÍQUIDO.- Que consiste en sumergir el material que se va a cementar en un baño de cianuro de sodio líquido con un contenido de cianuro hasta del 25%, también se puede utilizar cianuro de potasio, pero sus vapores son muy peligrosos, por lo que se recomienda no respirar estos vapores ya que son muy venenosos. Se mantiene la temperatura a unos 850°C durante 15 minutos a una hora según la profundidad de cementado requerido a esta temperatura el acero absorberá el carbono y el nitrógeno del cianuro, después hay que enfriar el acero con rapidez en agua o salmuera.
3.- CARBURIZACIÓN POR GAS.- Mediante este método se utilizan gases carburizantes, para cementar una pieza esta se coloca en el interior de un tambor donde se le introduce gas para carburizar y se mantiene el horno entre 900°C y 930°C después de un tiempo predeterminado (~ 3 horas) se corta el gas y se deja enfriar el horno, luego se saca el material y se lo vuelve a recalentar entre 750°C a 820°C y se lo enfría con rapidez en agua o salmuera.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS DEL ACERO
El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales esta creado. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.
Temple. El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etc.
Revenido. Es un tratamiento habitual a las piezas que han sido previamente templadas. El revenido 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. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
Recocido. Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. 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.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS DEL ACERO
En el caso de los tratamientos térmicos, no solo se producen cambios en la estructura del Acero, sino también en su COMPOSICIÓN QUÍMICA, añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento. Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas.
Cementación. Mediante este tratamiento se producen cambios, en la composición química del acero. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es 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.
Nitruración. Este tratamiento TermoQuímico busca endurecer superficialmente un acero con nitrógeno, calentándolo a temperaturas comprendidas entre 400-525ºC, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.