Tratamiento térmico del acero.

Generalidades.

El objeto de los tratamientos térmicos es mejorar las propiedades de los metales por medio del  calor siendo las propiedades más afectadas la tenacidad y dureza.

Los tratamientos  térmicos pueden consistir únicamente en un cambio de estructura, sin variar su composición o bien una transformación que varíe también la composición del material, especialmente en la superficie.

Clasificación  de los tratamientos térmicos.

Sin cambios de composición.

Recocido.

Se emplea para obtener ablandamiento y maquinabilidad en los aceros.

Es un tratamiento parecido al normalizado, pero efectuado de manera que resulte el mayor ablandamiento posible.

Se eleva la temperatura de la pieza (600 a 700°C) y se deja enfriar lentamente

(10  a 25°C por hora, generalmente dentro de ceniza o cal).

Temple.

Tiene por objeto endurecer y aumentar  la  resistencia del acero.

El temple consiste, en un  enfriamiento rápido desde una alta temperatura

(750°C  - 900°C) a que se ha sometido el acero.

Para conseguir que el  acero quede templado no basta haberlo calentado a la temperatura conveniente, sino que es necesario que la velocidad de enfriamiento sea la adecuada.

Medios de enfriamiento.

Los medios de enfriamiento más usados son: agua, aceite y  chorro de aire, aunque hay otros; así tenemos que la inmersión en mercurio u otro buen conductor de calor, produce mayor dureza y fragilidad que la inmersión en agua, mientras que el enfriamiento en aceite (temple al aceite), endurece sin fragilidad (debido a la menor acción refrigerante del aceite), y  eleva por  lo tanto la elasticidad, tenacidad y resistencia a la tracción del acero.

Temple al agua.

Se emplea a temperaturas entre 15° y 20° C. para los aceros al carbón; por este medio el  enfriamiento es  más rápido y  puede producir grietas a los aceros aleados.

Temple al aceite.

Se emplea para aceros al  carbón de menos de 5 mm de espesor y  aceros aleados, hay aceites especialmente preparados para este uso, pero se pueden usar aceites de menos de Engler (no. 20), estando a una temperatura de 5 0° a

60°C.

Temple al aire.

Para emplear al  aire como medio de temple, se somete la herramienta o pieza que ha de templarse a una corriente de aire, teniendo cuidado que enfriamiento se haga con uniformidad y  en caso de herramientas, por  la parte del filo. Este medio se emplea en los aceros rápidos.

Temperaturas recomendadas para el templado.

Estas temperaturas  estarás de acuerdo con la cantidad de carbono que contenga el  acero y con r elación a esto,  mientras más pobre es  el material en carbono, mayor debe ser el calentamiento.

Tipo de Acero                        Temperatura              Tipo de Enfriamiento

Suave                                      845°C - 870°C             Agua

Semiduro                                 825°C - 845°C             Agua

Duro                                        805°C - 825°C              Agua

Después de haber sido endurecido, el acero queda frágil y puede romperse con  el golpe más ligero, debido a los esfuerzos internos  provocados por el  enfriamiento brusco. Para vencer esta fragilidad, el acero se templa; es decir, se vuelve a c alentar hasta la temperatura deseada o color correspondiente, y , en seguida, se vuelve a enfriar con rapidez. El templado le da tenacidad al acero y lo hace menos frágil, aunque se pierde un poco de la dureza. Conforme el acero se c alienta, cambia de c olor, y  es tos c olores indican varias temperaturas de templado.

Revenido.

Los aceros suelen quedar excesivamente duros y  sobre todo muy frágiles después del temple, por lo que se le somete a continuación para evitar dichos efectos a otro tratamiento llamado revenido.

El revenido consiste en  un nuevo calentamiento a una temperatura variable, según el resultado que se desea obtener, seguido de un enfriamiento.

Las temperaturas del revenido, se pueden medir aproximadamente por  medio del c olor. Cuando las piezas que se revienen, están pulidas, se forma en la superficie una fina capa de óxido que va coloreándose según la temperatura.

Temperaturas de revenido en las herramientas de acero al carbono.

Amarillo claro.

Herramientas que necesitan gran dureza y no están sometidas a golpes  bruscos: buriles de grabar, rasquetas y ralladores.

Amarillo pardusco.

Herramientas de corte expuestas a ciertos golpes; buriles para torno, cepillo,  martillos de forjador, punzones, cinceles.

Rojo obscuro.

Machuelos, brocas.

Violeta o azul claro.

Herramientas que necesitan gran tenacidad, aunque meno9s dureza;  desarmadores, hachas, hojas de tijera.

Azul obscuro.

Muelles y resortes.

Normalizado.

El objeto del normalizado es dar al acero afinamiento de la estructura y eliminar  tensiones internas. Se emplea para piezas fundidas, forjadas y laminadas.

Consiste en u n calentamiento (875 a 940°  C) y un enfriamiento a temperatura  ambiente. Solo puede efectuarse en aceros al carbono.

Con cambios de composición.

Cementación.

La cementación es  un proceso por  el cual se endurece la superficie de una  pieza de acero, manteniendo intacto el núcleo del material, que resulta por esto más tenaz y resistente a los golpes.

La cementación se obtiene calentando la pieza (850 a 950°C) y se le mantiene a esta temperatura por cierto tiempo en contacto de materias que pueden ceder carbono (carbono vegetal, hueso calcinado, etc.)  

Cianuración.

La cianuración es  una variante de la cementación se diferencia en que las  substancias empleadas (cianuros) contienen también nitrógeno por  lo que solamente se endurece una capa muy delgada.

Los cianuros se emplean en forma de sales fundidas tales como:

• Cianuro de potasio

• Cianuro de sodio

• Cianuro de calcio

El carbono sódico cuyo punto de fusión es  de 902°C sirve generalmente como materia base o fuente de baño de cianuración.

El factor principal del cual depende la profundidad de la capa cianurada, es el  tiempo de permanencia del acero en el baño de sales.

 

Los recipientes p ara contener los cianuros, son usualmente de acero, pero también pueden ser de aleación cromo – niquel.

El calor puede suministrarse en hornos eléctricos o por medio de gas, que regularicen la temperatura conveniente.

No olvide que son venenosas, por  lo tanto hay que evitar la inhalación de los cianuros.

Nitruración.

La nitruración es  un  procedimiento e n el  cual por  medio de  absorción del  nitrógeno se endurece la superficie del acero.

El elemento utilizado para dicho tratamiento es  el gas amoniaco parcialmente  descompuesto. El tiempo que deben estar sometidas las piezas a la acción del amoniaco, varía entre 20 y 80 hrs.

Nota: este tratamiento debe emplearse en los aceros que los fabricantes  indiquen.