Temple Revenido y Recocido y tratamiento termico

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El revenido
es un tratamiento térmico que sigue al de templado del acero. Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por deformación en frío. Mejora las características mecánicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, ésto será tanto más acusado cuanto más elevada sea la temperatura de revenido.

Características generales del revenido
Es un tratamiento que se da después del temple
Se da este tratamiento para ablandar el acero
Elimina las tensiones internas
La temperatura de calentamiento está entre 150 y 500 ºC (debe ser inferior a AC1, porque por encima se revertiría el temple previo)
El enfriamiento puede ser al aire o en aceite

Fases del revenido
El revenido se hace en tres fases:
Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.
Mantenimiento de la temperatura, para igualarla en toda la pieza.
Enfriamiento, a velocidad variable. No es importante, pero no debe ser excesivamente rápido.

Calentamiento
El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450 a 600°C, mientras que para los aceros de herramientas la temperatura de revenido es de 200 a 350°C. En esta fase la martensita, a la que se llega con el temple expulsa el exceso de carbono.

Mantenimiento de la temperatura La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.

Enfriamiento
La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es conveniente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al aire libre.

Revenido del acero rápido
Se hace a la temperatura de 500 a 600°C en baño de plomo fundido o de sales. El calentamiento debe ser lento, el mantenimiento del caldeo será por lo menos de media hora; finalmente se deja enfriar al aire.
Dos revenidos sucesivos mejoran las características mecánicas y las de corte de los aceros rápidos.

Temple
Despues que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior generada por el proceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura =) adecuada (ver tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.

Recocido
El recocido es el tratamiento térmico que, en general, tiene como finalidad principal el ablandar el acero, regenerar la estructura de aceros sobrecalentados o simplemente eliminar las tensiones internas que siguen a un trabajo en frío. (Enfriamiento en el horno).

Recocido de Regeneración
También llamado normalizado, tiene como función regenerar la estructura del material producido por temple o forja. Se aplica generalmente a los aceros con más del 0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcentaje de C sólo se les plica para finar y ordenar su estructura
Ejemplo:
Después de un laminado en frío, donde el grano queda alargado y sometido a tensiones, dicho tratamiento devuelve la microestructura a su estado inicial.


Recocido de Globular
Es usado para los aceros hipereutectoides, es decir con un porcentaje mayor al 0,89 % de C, para conseguir la menor dureza posible que en cualquier otro tratamiento, mejorando la maquinabilidad de la pieza. La temperatura de recocido está entre AC3 y AC1.

Ejemplo:
- El ablandamiento de aceros aleados para herramientas de más de 0.8% de C.

Recocido de Subcrítico
Se usa para aceros de forja o de laminación, para lo cual se usa una temperatura de recocido inferior a AC1, pero muy cercana. Mediante este procedimiento se destruyen las tensiones internas producidas por su moldeo y mecanización. Comúnmente es usado para aceros aleados de gran resistencia, al Cr-Ni, Cr-Mo, etcétera. Este procedimiento es mucho más rápido y sencillo que los antes mencionados, su enfriamiento es lento.

tabla de tratamientos termicos:
Color
Grados C
Tipos de aceros
Paja claro
220
Herramientas como brocas, machuelos
Paja mediano
240
Punzones dados y fresas
Paja obscuro
255
Cizallas y martillos
Morado
270
Árboles y cinceles para madera
Azul obscuro
300
Cuchillos y cinceles para acero
Azul claro
320
Destornilladores y resortes

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

GENERALIDADES

En principio, los únicos tratamientos que se utilizaban eran los tratamientos térmicos, el objeto de estos era mejorar las propiedades mecánicas de los metales, obteniendo algunas veces mayor dureza y resistencia mecánica, y otras mayor plasticidad para facilitar su conformación. Por inducción se extendió más tarde la denominación de tratamientos a otros procesos, como la segmentación, cianuración etc.

DEFINICIÓN

Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y en condiciones determinadas a que se someten los aceros para conseguir las propiedades y características más adecuadas a su empleo o transformación. No modifican la composición química pero sí otros factores tales como los constituyentes estructurales y como consecuencia las propiedades mecánicas.

CARACTERÍSTICAS

Una característica fundamental de los tratamientos térmicos es que estos son realizados al acero, y su meta principal es trabajarlo de manera óptima para lograr tener materia prima y productos terminados con el fin de lograr un desarrollo en determinadas industrias.


TIPOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Los principales tratamiento térmicos aplacable en el acero son:

Temple

Revenido

Recocido

Cementación

Nitruración

Carbo nitruración

Un tratamiento de temple seguido de un revenido, se denomina corrientemente bonificación.

DESARROLLO DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Los tratamientos térmicos se desarrollan en tres fases:

CALENTAMIENTO HASTA LA TEMPERATURA MÁXIMA.

De cuanto queda expuesto que para el buen éxito del temple es necesario conocer la temperatura a la que, durante el enfriamiento se inicia la formación sartencita para escoger en base de ella el enfriamiento mas adecuado.

Esta temperatura se representa generalmente por Ms y depende esencialmente de la composición del acero. En los aceros al carbono es inversamente proporcional al contenido del mismo.

A titulo orientativo se puede considerar:

Para aceros hipoeutectoides: C"0.10% Ms 500 ºC

Para aceros eutectoides: C=0.87% Ms 220ºC.

Para aceros hipereutectoide: C>0.87% Ms "150ºC

El fenómeno se puede explicar en líneas generales, considerando la cantidad de Fe3c contenida en la austerita, es decir la concentración de carbono en el hierro.

PERMANENCIA A LA TEMPERATURA MAXIMA

Para conseguir un buen temple es necesario calentar el acero y mantenerlo durante un cierto tiempo, a una temperatura tal que provoque la autenitización completa de la estructura. En consecuencia, la temperatura de calentamiento depende del contenido de carbono.

Para los aceros hipoeutectoide, es superior al punto crítico Ac3.

Para los aceros hipoeutectoide, es superior al punto crítico AC1.

En general, esta temperatura la señala el proveedor, y normalmente de unos 40ºC a 50ºC por encima del punto critico.

Una temperatura demasiado alta engrosa demasiado el grano austenitico, aumentando la fragilidad y las tensiones internas en la pieza templada.

En la siguiente tabla se indica, a titulo orientativo las temperaturas de austenitizacion de algunos aceros al carbono,

Porcentaje de carbono: 0,4 - 0.5 - 0.8 - 1.2

Temperatura de austenitizacion respectivamente ºC: 850 - 820

780 - 770.

ENFRIAMIENTO DESDE LA TEMPERATURA MAXIMA HASTA LA TEMPERATURA AMBIENTE.

Los sistemas de enfriamiento utilizados para los tratamientos térmicos s eligen tomando en cuenta tres parámetros: Composición del metal a tratar dimensiones de la pieza y propiedades a obtener.

HORNOS UTILIZADOS PARA LOS TRATAMIENTOS TERMICOS

El horno es el elemento principal de los tratamientos térmicos es un instrumento constituido por una caja susceptible de calentamiento y que permite el control y la regulación del tiempo, de la temperatura, de la atmósfera, y de las velocidades de calentamiento y de enfriamiento.

Tipos de hornos

Calentamiento: Eléctrico (por resistencia, por inducción), a Gas, a fuel Oil.

Según la atmósfera reinante en el horno: Vació, Neutra (Argon, Helio, Nitrógeno), Reductora (Exogas, Endoga, Amoniaco Disociado, Hidrogeno de atmósfera sintética.

Según la Solera: Discontinua, Continua, (Horizontal, Vertical).

Todos nuestros hornos se caracterizan por su adecuación o adaptación a la aplicación concreta exigida. Dicha exigencia se refiere siempre a aspectos de:

Comodidad y funcionalidad operativa.

Dimensionado de la cámara de tratamiento paticularizando en función del tipo de piezas a tratar.

Fabricación adaptada a las diversas fuentes de energía.

HORNOS PARA TEMPLES / RECOCIDO:

Se diseña para poder alcanzar unas temperatura de trabajo de 1100 ºC - 1400 ºC, máximas capaces de provocar el cambio necesario de la estructura metalografica del metal a tratar.

En la versión de horno eléctrico se prevé una entrada de gas protector (generalemte nitrógeno) a la cámara de tratamiento con el fin de proteger a las piezas a tratar contra la descarburación.

Cuando se trata de hornos a combustible liquido o gaseoso la regulación del circuito de combustión permite obtener en la cámara de tratamiento una atmósfera oxidante, neutra o reductora.

En este caso los quemadores a instalar son básicamente de dos tipos en función del sistema de aportación del aire necesario para la combustión.

Hornos según el sistema de calentamiento: El calentamiento por gas tiene como ventaja la economía y como inconveniente la dificultad del control de la temperatura.

El sistema de resistencia eléctrica que aprovecha el calor generado según la ley Joule. La dispocision de la resistencia da nombre a los hornos, que son de tipo mufla o cajas.

NORMALIZADO

DEFINICIÓN Y GENERALIDADES

Consiste el normalizado en calentar el acero a una temperatura de 40º a 50º superior a la crítica (Ac3), y una vez que haya pasado todo el metal al estado austenítico, se deja enfriar al aire tranquilo.

Representación Esquemática del Normalizado

en un diagrama TTT

CARACTERÍSTICAS

Se diferencia el normalizado, del recocido de regeneración y del temple, en que el enfriamiento es mucho más lento en el recocido (dentro del horno) y mucho más rápido en el temple (en agua, etc.)

El objeto del normalizado es volver el acero al estado que se supone normal, pues de haber sufrido tratamientos defectuosos, o bien después de haber trabajado en caliente o en frío por forja, laminación, etc. Se consigue así afinar su estructura y eliminar tensiones internas.

Se emplea casi exclusivamente para aceros al carbono de baja aleación: 0,15 a 0,50 por ciento de C.

El resultado de ese tratamiento depende del espesor de la pieza, debido a que las velocidades de enfriamiento son mayores en las piezas delgadas que en las piezas gruesas.


NORMALIZADO DE ACERO SOBRECALENTADO

TEMPERATURAS DE NORMALIZADO Y CARACTERÍSTICAS OBTENIDAS EN ACEROS AL CARBONO DE 25 MM DE DIÁMETRO

ºC Temperaturas R E A 0
Kg/mm2 Kg/mm2 % Kg/mm2

0.15 925 45 27 27 23
0.30 880 58 35 20 16
0.50 840 70 42 16 7



ENFRIAMIENTO DEL NORMALIZADO

El tratamiento térmico de normalización del acero se lleva a cabo al calentar aproximadamente a 20ºC por encima de la línea de temperatura crítica superior seguida de un enfriamiento al aire hasta la temperatura ambiente. El propósito de la normalización es producir un acero más duro y más fuerte que con el recocido total, de manera que para algunas aplicaciones éste sea el tratamiento térmico final. Sin embargo, la normalización puede utilizarse para mejorar la maquinabilidad, modificar y refinar las estructuras dendríticas de piezas de fundición, refinar el grano y homogeneizar la micro estructura para mejorar la respuesta en las operaciones de endurecimiento.



El hecho de enfriar más rápidamente el acero hace que la transformación de la austenita y la micro estructura resultante se vean alteradas, ya que como el enfriamiento no se produce en condiciones de equilibrio, el diagrama hierro-carburo de hierro no es aplicable para predecir las proporciones de ferrita y perlita proeutectoide que existirán a temperatura ambiente. Ahora, se tendrá menos tiempo para la formación de la ferrita proeutectoide, en consecuencia, habrá menos cantidad de esta en comparación con los aceros recocidos. Aparte de influir en la cantidad de constituyente proeutectoide que se formará, la mayor rapidez de enfriamiento en la normalización también afectará a la temperatura de transformación de austenita y en la fineza de la perlita. El hecho de que la perlita (que es una mezcla eutectoide de ferrita y cementita) se haga más fina implica que las placas de cementita están más próximas entre sí, lo que tiende a endurecer la ferrita, de modo que esta no cederá tan fácilmente, aumentando así la dureza. El enfriamiento fuera del equilibrio también cambia el punto eutectoide hacia una proporción de carbono más baja en los aceros hipoeutectoides y más alta en los aceros hipereutectoides. El efecto neto de la normalización es que produce una estructura de perlita más fina y más abundante que la obtenida por el recocido, resultando un acero más duro y más fuerte.