Parte2 Tratamientos mecánicos:

Operaciones de deformación de los metales realizadas con el objeto de mejorar sus propiedades mecánicas. Pueden realizarse en caliente y en frío, por eso los tratamientos mecánicos en caliente, forja de los tratamientos mecánicos en frío.

Tratamientos mecánicos en caliente forja:

La forja es la deformación violenta de los metales puestos previamente a temperaturas superiores a la de recristalización.

Temperatura de forja:

Cada metal u aleación tiene una temperatura mínima de forja, que coincide con la de recristalización y de la que ningún momento del tratamiento se debe descender.

Mejoras de la estructura micrográfica que produce la forja.

Las mejoras que produce la forja en las características de los metales afectan a su microestructura (grano) y a su macroestructura (fibra), pero no varía su constitución, como ocurría con los tratamientos térmicos. La forja realizada a golpes y a temperaturas adecuadas produce el afino del grano.

Mejoras de la estructura macrográfica que produce la forja.

También la macroestructura de los metales, sobre todo si son muy defectuosos y contienen muchas impurezas, resulta favorablemente afectada por la forja:

• Las cavidades que contiene el metal (sopladuras) por defecto de solidificación quedan aplastadas y, si las paredes están limpias y no oxidadas, llegan a desaparecer.
• Las segregaciones y dendritas resultan disminuidas, mejorando la homogeneidad del metal.
• Las inclusiones e impurezas que tenga el metal, si son plásticas, se alargan en el sentido de la forja, formando la fibra.

Características que debe tener un metal para ser forjable.

Todos los metales y sus aleaciones son más o menos forjables, puesto que la propiedad primordial que debe reunir un material para poder someterlo a forja es la plasticidad. Aunque no todos los constituyentes del acero son suficientemente plásticos, a temperatura de forja la ferrita, perlita y cementita se transforman en ausenita, que sí es perfectamente forjable. La excepción son las fundiciones de más del 1.76% de C, que a temperatura de forja quedan formadas por ausenita y cementita, por lo que no son forjables, porque la cementita no es forjable.

Tratamientos mecánicos en frío por deformación profunda.

La deformación profunda en frío produce un aumento de dureza, resistencia mecánica y límite elástico en casi todos los metales, a costa de la disminución de su plasticidad y tenacidad. Esta modificación de las propiedades En general, la acritud es indeseable y obliga a someter a frecuentes recocidos para destruirla durante la deformación, si es muy grande, como ocurre en el trefilado. Pero a veces interesa dejar el metal con la acritud adquirida por el aumento de la dureza, resistencia mecánica y límite elástico, como es el ejemplo de las cuerdas de piano, trefiladas en frío.

Tratamientos mecánicos en frío por deformación superficial.

Puede lograrse un efecto menos intenso al anterior, pero suficientemente eficaz para determinadas aplicaciones, martillando la superficie del metal. Con esto no sólo se endurece por acritud, sino que se eleva su límite de fatiga y se reducen las roturas que se inician con fisuras en la superficie. Un ejemplo es el bombardero con perdigones que se realiza sobre los muelles.

Tratamientos termomecánicos. Ausforming

El Ausforming (forming-deformación, aus-austenita) es un tratamiento derivado del temple martensítico normal y se realiza deformando del 60 al 90% el acero, una vez calentado a temperatura de temple, evitando la recristalización de la austenita, lo cual provoca su endurecimiento (acritud).

Práctica del ausforming:

1. Se calienta el acero a su temperatura de temple.
2. Se lleva el acero a un horno que puede ser de sales, a una temperatura entre 625 ºC y 450 ºC.
3. Se procede a la deformación del material por forja, embutición, laminación, extrusión, estirado o incluso por explosión. La deformación deber ser como mínimo de un 60% y cuanto mayor sea, más endurecerá.
4. Enfriamiento del temple.
5. Revenido en función de los resultados deseados.

Los aceros más adecuados para el ausforming son los de bajo contenido en carbono (menos del 0,5%), relativamente altos en silicio (1,5 %) y aleados con cromo (2,5 %), níquel (1,5-4%), molibdeno (0,5-1,5 %) y algunas veces vanadio (0,35 %).

Aplicaciones del ausforming: fabricación de barras de torsión, muelles y multitud de piezas aeronáuticas.

Tratamientos termomecánicos. Laminación controlada

La laminación controlada proporciona directamente el producto con las características mecánicas definitivas. A elevadas temperaturas, la recristalización y el crecimiento del grano son rápidos. Estas condiciones sirven para aproximar la geometría del desbaste a la del producto final. A temperaturas intermedias, la laminación origina una estructura de granos finos y recristalizados. A temperaturas inferiores a la de no recristalización, las pasadas sucesivas conducen a una estructura de granos de austenita finos y no recristalizados. Uno de los elementos de aleación de aceros para laminación controlada más importante es el Niobio.

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