Propiedades y tratamientos térmicos del acero

Templabilidad

Es la propiedad que determina la profundidad y distribución de la fuerza inducida mediante el templado a partir de la condición austenítica. Un acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma martensita, no sólo en la superficie sino también en su interior. Por tanto, la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación específica puede endurecerse. El temple es un proceso que consiste en calentar el acero hasta la temperatura de temple (100% austenita) y enfriar de forma que obtengamos martensita. Existen tres etapas en el temple:

Etapa 1

Una capa de vapor rodea al metal (enfriamiento por radiación y conducción a través de la capa gaseosa, relativamente lento)

Etapa 2

Enfriamiento por transporte de vapor.

Etapa 3

Líquido en contacto directo con el metal. Enfriamiento por conducción y convección. Objetivo es buscar mayor dureza.

Ensayo Jominy

Determina el diámetro crítico de temple. Se trata de templar una probeta estandarizada (de aprox. 1,4% C). Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior solo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior. Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 milímetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50 mm primeros de la probeta. En los primeros 12,5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 37,5 mm siguientes cada 3,2 mm. Después se traza una curva de templabilidad representando los valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.

Cementación

Es un tratamiento termoquímico del acero que consiste en aportar carbono a la superficie mediante difusión, que se impregna modificando su composición. La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de carbono.

Nitruración

Es un tratamiento termoquímico que se le da al acero. El proceso modifica su composición añadiendo nitrógeno mientras es calentado. El resultado es un incremento de la dureza superficial de las piezas. También aumenta la resistencia a la corrosión y a la fatiga.

Recocido

Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva.

Revenido

Al igual que normalizado es un tratamiento térmico a un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecánica. El propósito fundamental es disminuir la gran fragilidad que tienen los aceros tras el tratamiento de temple.

Normalizado

Es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural o final del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos.

Martempering

Tratamiento térmico que consiste en el calentamiento del acero hasta su austenitización completa, enfriamiento brusco en sales hasta la temperatura por encima de la temperatura de inicio de la transformación martensítica (300-450ºC) manteniendo esta temperatura durante un periodo de tiempo que permite igualar la temperatura del núcleo con la de la superficie, seguido de enfriamiento al aire.

Austempering

Es un tratamiento térmico que se aplica al Acero. Con este tratamiento isotérmico se pretende obtener piezas con una estructura bainítica, que sean duras pero no extremadamente frágiles.

Problema TTT

El sistema intenta minimizar su energía, y la diferencia de energías entre las fases sin transformar y transformada depende de la temperatura. Pero por otra parte, la transformación involucra movimiento atómico, posicionamiento de los átomos en los sitios correspondientes a la nueva fase.

Alfagenos

(Cr, Mo, W, Ti, V) curva TTT hacia la izquierda, adelantan la transformación bainítica respecto a la perlítica. Disminuyen Ms (excepto el Si). Aumentan A1, A3.

Gammagenos

(Ni, Cu, Mn, Al, Co) curva TTT hacia la izquierda, adelantan la transformación perlítica respecto a la bainítica, disminuyen A1, A3 y Ms (menos el Al y Co que lo aumentan).

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