TRATAMIENTOS DEL ACERO Son los procesos a los que se somete los aceros ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes. El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades las propiedades superficiales o internas de los aceros. Los tratamientos pueden ser mecánicos, térmicos o termoquímicos. Tratamientos mecánicos:

Se somete al metal a operaciones de deformación frío o caliente para mejorar sus propiedades mecánicas y además darle formas determinadas.

Al deformar mecánicamente un metal mediante martillado, laminado, etc., sus granos son deformados alargándose en el sentido de la deformación. Lo mismo pasa con las impurezas y defectos, se modifican las estructuras y las propiedades del metal.

Tratamientos térmicos: El objetivo fundamental del proceso de tratamiento térmico es controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, para mejorar las propiedades mecánicas, o adaptarlas, dándole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas. De esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecánica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación. Los tratamientos térmicos más comunes son: recocido, temple, revenido, normalizado. Recocido: Es un tratamiento de refinamiento de la estructura del material. Se trata de un calentamiento por encima de la temperatura crítica del acero en cuestión, mantener durante un tiempo esa temperatura y luego enfriar lentamente.

Este tratamiento da lugar a un acero especialmente apto para ser sometido a los procesos de mecanizado, estampado, etc., porque se alcanza una buena maleabilidad.

Temple: El temple es un tratamiento térmico al que se somete al acero, concretamente a piezas o masas metálicas ya conformadas, para aumentar su dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad. Con el temple se busca la fijación de las estructuras, a temperatura normal, que son propias de temperaturas altas. Por eso las estructuras templadas son inestables y se les llama metaestables. El

proceso se lleva a cabo calentando el acero a una temperatura aproximada de 915°C en el cual la ferrita se convierte en austenita, después la masa metálica es enfriada rápidamente. Es uno de los principales tratamientos térmicos que se realizan y lo que hace es disminuir y afinar el tamaño del grano de la alineación de acero correspondiente. El temple se lleva a cabo calentando el acero a una temperatura aproximada de 915°C en el cual la ferrita se convierte en austenita, después es enfriado rápidamente. El enfriamiento para el proceso de templado puede efectuarse a diferentes velocidades de acuerdo a los fines perseguidos y del tipo de acero (cantidad de carbono y otros elementos aleantes) los más usados son:

Agua Aceite Sales fundidas Soluciones salinas Aire.

Gracias al temple se logra endurecer la superficie externa del acero, para hacerlos más resistentes a la fricción y el desgaste, mientras que en el interior queda blando y dúctil, lo que le permite ser más tenaz y resistente a la fractura. Aceros más aptos para el temple Los aceros más aptos para el temple son todos aquellos que contengan más del 0,3% de carbono, por ello al templar un acero no necesariamente se logrará aumentar considerablemente la dureza, ya que ésto depende del contenido del carbón que tenga la pieza. Los resultados del temple también dependen de las características de enfriamiento del medio de temple y de la posibilidad del acero de ser endurecido. Estos se pueden cambiar variando la composición del acero, el tipo de medio de temple, la agitación o la temperatura del medio templante. Tipos de temple Existen dos tipos de temple:

Temple de precipitación: Este se utiliza principalmente en la aleaciones de aluminio, manganeso y cobre, la dureza que obtiene es por medio de un compuesto químico que pone en tensión los cristales y los endurece, este va obteniendo la dureza mediante se en fría por la precipitación (aceleración) químico.

Temple de martensitico: Este debe su nombre al duro obtenido en este

temple que es el martensita, este consta de hierro alfa sobresaturado de carbono que distorsiona los cristales del hierro alfa y los pone en tensión por eso los endurece.

El proceso básico para endurecer el acero mediante temple consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita, generalmente entre los 750 y 850 ºC, y después enfriarlo con rapidez

sumergiéndolo en agua o aceite. Estos tratamientos de endurecimiento, que forman martensita, crean grandes tensiones internas en el metal, que se eliminan mediante el temple o el recocido, que consiste en volver a calentar el acero hasta una temperatura menor. El temple reduce la dureza y resistencia y aumenta la ductilidad y la tenacidad. Revenido: El tratamiento térmico de temple produce unas tensiones internas en el material enormes como resultado de la brusquedad del proceso de enfriamiento.

El revenido es un tratamiento térmico que alivia las tensiones que hemos mencionado, o dicho en otros términos, aumenta la ductilidad del material.

El revenido consiste en recalentar el acero a una temperatura por debajo de la crítica, circunstancia que permite la aglomeración de las finas partículas de carburo que ha producido el temple. Como resultado de este calentamiento el material es más útil a todos los efectos prácticos, pues alcanza mayor ductilidad.

El revenido aumenta la ductilidad del acero, lo hace más maleable, pero es a costa de disminuir la dureza y la resistencia mecánica. Son propiedades que se alcanzan unas a expensas de otras.

Tratamientos termoquimicos Consisten en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza. Los más comunes son: cementacion, nitruracion, cianurizacion. Cementación En la cementación, las superficies de las piezas de acero terminadas se calientan en una atmósfera de compuestos de carbono o nitrógeno. Estos compuestos reaccionan con el acero y aumentan su contenido de carbono o forman nitruros en su capa superficial mediante el proceso de difusión. El proceso consiste en agregar el carbono al acero al ser calentado en hornos a una temperatura entre 800 y 900 °C, donde el acero permanece durante periodos que van desde varias horas hasta algunos días. Después el acero se sumerge rápidamente en agua fría. Los tres métodos de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y gas.

Carburación por empaquetado Este procedimiento trata sobre introducir el acero con bajo nivel de carbono en una caja cerrada con material carbonáceo y calentarlo con temperaturas de 900 a 927 °C en un tiempo de 4 a 6 horas. Entre más rato permanezca dentro de la caja mayor dureza presentará. Caliente el material después de haberse endurecido se enfría rápidamente en agua

o salmuera. Con el cuidado de evitar deformaciones y disminuir la tensión superficial lo que se hace es dejar enfriar la pieza en la caja para luego sacarla y calentarla de nuevo a temperaturas de entre 800 y 845 °C, finalmente se enfría por inmersión. Carburización en baño líquido El acero que se desea cementar es sumergido en un baño de cianuro de sodio líquido, durante 15 minutos a 1 hora con temperatura constante a 845 °C, para que el acero pueda absorber el carbono y el nitrógeno del cianuro. Al final, al igual que la carburación por empaquetado, se enfría con rapidez en agua o salmuera. Esto para hacer capas con espesores de 0,75 mm. Carburización con gas Se utiliza gases carburizantes para la cementación. El acero que contenga un bajo nivel de carbónico se coloca en un tambor, y se le agrega gas para carburizar. El procedimiento es realizado metiendo en el horno, el gas y la pieza de acero con temperaturas que pueden ir desde los 900 a los 927 °C. Después de un tiempo establecido se cierra la llave del gas carburizante y se deja enfriar el horno. Una vez fría se saca la pieza y se recalienta a 760 °C para finalmente volver a enfriar pero ésta vez rápidamente en agua o salmuera. Este procedimiento sirve para hacer capas con un espesor de hasta de 6 mm.

Efectos de la difusión del carbono en los aceros

Resistencia a la corrosión. Resistencia a la tracción. Resistencia al desgaste, incremento de la dureza en la superficie. Tenacidad y resistente a la fractura en el interior de la pieza. Más tiempo de vida.

Nitruración La nitruración se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoníaco gaseoso para formar nitruros de aleación. Cianurización La cianurización consiste en endurecer el metal en un baño de sales de cianuro fundidas para formar carburos y nitruros.