El acero se calienta para forjarlo y tratarlo térmicamente. El tratamiento térmico es el proceso de calentar el metal hasta una cierta temperatura, mantenerlo a esa temperatura durante un cierto tiempo y enfriarlo a una velocidad conveniente. Uno de los factores más importantes en el calentamiento y enfriamiento es la velocidad.

Medición de Temperatura

Tanto para forja como para tratamientos térmicos es importante alcanzar las temperaturas necesarias. Podemos emplear varios procedimientos para medir estas temperaturas:

1. Observando el color del metal: es un procedimiento antiguo y poco seguro. Es aceptable para trabajos de poca responsabilidad y consiste en observar el color que va tomando el metal al ser calentado. Esta observación se debe hacer con una luz ambiente tenue.
2. Termómetro: Se basan en una gran variedad de principios: dilatación de líquidos o metales, variación de la resistencia eléctrica con la temperatura, presión de los gases. Se emplean muy poco debido a su pequeña capacidad: como máximo 900 ºC.
3. Lápices de contacto: Son unas barritas de sustancias que se funden a diversas temperaturas, al contacto con la pieza caliente. Sirven para temperaturas comprendidas entre 70 y 700 ºC.
4. Pirómetros: Son aparatos destinados a medir altas temperaturas. Los más empleados son eléctricos y ópticos. Los eléctricos pueden ser a su vez termopolares y de radiación.

Pirómetros Eléctricos

• Termopolares: Son los más empleados y se basan en la generación de una fuerza electromotriz, por efecto de la variación de temperatura en la soldadura de dos metales distintos. Si calentamos una de las soldaduras manteniendo constante la otra soldadura fría, la diferencia de potencial entre ellas produce una corriente eléctrica. Un galvanómetro indica la diferencia de potencial en milivoltios.
• De radiación: Están diseñados para captar la energía radiante. Constan de una lente de vidrio, pyrex, que converge los rayos sobre un elemento térmico y un galvanómetro indicador. Este elemento térmico puede ser una célula fotoeléctrica, un termopar…

Pirómetros Ópticos

Es un instrumento con el cual la temperatura del objeto se determina por la comparación óptica de la intensidad luminosa del mismo con un punto de intensidad conocida, por ejemplo el de un filamento de tungsteno.

Reguladores automáticos de temperatura

Son aparatos que sirven para regular automáticamente la temperatura de los hornos. Llevan un pirómetro, cuyas indicaciones hacen que se encienda o apague automáticamente el horno, al llegar a unas temperaturas predeterminadas.

Hornos

Los hornos empleados para los tratamientos térmicos son muy diferentes en cuanto a su construcción y tamaño según el medio de calefacción empleado, el tratamiento al que se destinen y también la producción que se desea alcanzar. Las condiciones que deben reunir los hornos son:

1. Posibilidad de alcanzar fácilmente la temperatura máxima.
2. Fácil regulación de temperatura.
3. Que al introducir la pieza no baje mucho la temperatura.
4. Que la temperatura sea uniforme en todo el horno.
5. Que la atmósfera pueda controlarse para evitar la oxidación, descarburación…
6. Que su manejo sea sencillo, limpio y económico.

Clasificación de los Hornos

Según el combustible empleado, pueden ser: para combustibles sólidos, líquidos, gaseosos y eléctricos.

Según la construcción pueden ser:

• Hornos de hogar abierto: Pertenecen el soplete de gas y la fragua. El soplete de gas se emplea para calentar pequeñas herramientas y para el temple superficial aunque es muy difícil controlar la temperatura.
• Hornos de cámara abierta: El combustible está en contacto con las piezas a calentar. Tienen un buen rendimiento pero hay que procurar que los gases de la combustión no sean perjudiciales al acero.
• Hornos de mufla: En estos hornos, ni el combustible, ni la llama ni los gases de la combustión están en contacto con las piezas a calentar, ya que estas se introducen en un recinto separado, circulando las llamas alrededor de dicho recipiente. Tienen poco rendimiento y son lentos, pero se prestan bien para calentar piezas delicadas.
• Hornos de baños: Tienen un recipiente o crisol que se llena con una sustancia que debe ser líquida o debe fundirse a una temperatura inferior a la del tratamiento. Una vez alcanzada la temperatura de tratamiento, se introduce en su seno la pieza a calentar.

Efectos de la Atmósfera de los Hornos sobre los Aceros

Es de suma importancia el control de la atmósfera del horno en el cual se verifica la calefacción del acero, ya que puede producir oxidaciones o descarburaciones que lo inutilicen. Otras veces, con una atmósfera apropiada se intenta de propósito producir cambios en la composición del acero.

Medios de Enfriamiento

Para la realización de los tratamientos térmicos una de las fases es la del enfriamiento. En muchos casos es la fase decisiva y la más comprometida. Un enfriamiento a velocidad inadecuada hace inútil el tratamiento y a veces hasta la pieza. Cada tratamiento necesita una velocidad de enfriamiento adecuada. Para enfriar las piezas se sumergen en fluidos como agua, aceite, aire… Se dice que son más energéticos los que producen un enfriamiento más rápido.