Tratamientos térmicos
TEMA 11
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.1 Generalidades
11.2 Tratamientos térmicos fundamentales
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
ÍNDICE
Tratamientos térmicos
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.1 Generalidades11.1 Generalidades
Modifica propiedades
Tratamientos TérmicosTratamientos Térmicos
Calentamiento
Mantenimiento a temperatura
Enfriamiento controlado
Tratamientos térmicos
Aleaciones metálicas
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.1 Generalidades11.1 Generalidades
En virtud de la facilidad de modificar la propiedades de un material, es
habitual conformar el material en un estado microestructural que
permita realizar estas operaciones con facilidad y rapidez y finalmente
aplicar el tratamiento térmico.
Tratamientos térmicos
Otras veces, los propios procesos de conformado modifican en un
sentido negativo las propiedades del producto, por lo que
posteriormente se somete la pieza a tratamiento térmico posterior con
objeto de lograr las propiedades finales requeridas.
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.1 Generalidades11.1 Generalidades
Polímeros modifian el grado
de cristalización o varían el
entrelazado molecular de sus
estruturas
Tratamientos térmicos
Cerámicos alteran sus
microestructuras finales
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.2 Tratamientos térmicos fundamentales11.2 Tratamientos térmicos fundamentales
Normalizado: tratamiento térmico final con el que se obtiene una microestructura de grano finomicroestructura de grano fino, que sin llegar a la excelencia del tratamiento anterior, permite, a un menor coste, obtener unas propiedades suficientes para muchas aplicaciones.
Tratamientos térmicos
Temple y revenido: Tratamiento térmico doble cuya finalidad es lograr la microestructura óptima de utilización del material, ya que proporciona el mejor comportamiento mecánicomejor comportamiento mecánico del producto (combinación de resistencia y tenacidad).
Recocido: El propósito principal de los tratamientos de recocido es ablandarablandar la aleación con objeto de mecanizarla o conformarla con mayor facilidad.
Hipertemple y maduracion: tratamiento térmico final con el que se consigue incrementar la resistenciaincrementar la resistencia mecánica de una aleación mediante la precipitación controlada de algún compuesto intermetálico.
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11.2 Tratamientos térmicos fundamentales11.2 Tratamientos térmicos fundamentales
Homogeneización: tratamiento térmico con el que se consigue uniformizar uniformizar la microestructura y propiedadesla microestructura y propiedades de una pieza que presenta variaciones de composición química a lo largo de su sección o entre sus diferentes partes (segregación).
Tratamientos térmicos
Recristalización: tratamiento térmico que se realiza después del conformado en frío de una aleación con el propósito de devolverle al material las devolverle al material las propiedades que tenía antes de la deformaciónpropiedades que tenía antes de la deformación (ablandarlo).
Relajación de tensiones: permite la eliminación de las tensiones residualeseliminación de las tensiones residuales que pueden generar en el curso del conformado de cualquier producto.
Tratamientos superficiales: su finalidad es endurecer superficialmenteendurecer superficialmente la pieza con objeto de mejorar su resistencia a la fatiga o al desgaste. Tratamientos de cementación, nitruración, temple superficial, granallado…
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
Dilataciones o contracciones cambios dimensionales, generación de tensiones residuales e incluso agrietamientos y roturas de las piezas
Tratamientos térmicos
Modificaciones microestructurales
modificacion de propiedades
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
Estos problemas son mayores cuando se
utilizan velocidades de enfriamiento grandes
(temple)
Por estos motivos, cuando se trabaja con tolerancia tanto de forma como dimensionales muy ajustadas, suele resultar inevitable la realización de un mecanizado final después del tratamiento térmico
TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos
térmicos
Sobrecalentamiento: crecimiento excesivo de grano, debido a un
mantenimiento excesivo a alta temperatura, que origina un deterioro de las
propiedades mecánicas finales del producto.
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
Acero con elementos inhibidores
Puede evitarse en parte añadiendo a la
composición química de la aleación
elementos que formen fases estables a
alta temperatura que dificulten el
movimiento de las fronteras de grano
(Al, Nb, Ti, y V en aceros)
Figura 11.3 Efecto de la temperatura en el crecimiento de grano de los aceros Figura 11.4 Microestructuras de aceros con diferente tamaño de grano
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Quemado: se produce cuando la temperatura máxima alcanzada en el
calentamiento es aún mayor que en el caso anterior, de tal manera que se
sobrepasa ligeramente la línea solidus y se induce la fusión incipiente del
material. Esta regiones se oxidarían inmediatamente, no existiendo posibilidad
alguna de regeneración
Tratamientos térmicos
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
Tratamientos térmicos
Figura 11.5 Descarburación superficial de un acero de 0.85% C
Descarburación superficial
Solución: horno con atmósfera controlada
↑CO2
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos
Tratamientos térmicos
Figura 11.6 Martensita con un 45% de austenita retenida
Austenita retenida
Descenso de la dureza y de la resistencia mecánica del material
Aceros con alto contenido en Carbono, baja temperatura Ms