Los tratamientos térmicos
consisten en someter al acero a una combinación de operaciones de calentamiento
y enfriamiento con tiempos determinados, con el fin de variar las proporciones
de sus constituyentes y así producir las propiedades deseadas sobre él. Las
variaciones de las propiedades en el material que se producen como resultado
del tratamiento térmico deben ser permanentes, de lo contrario el tratamiento
térmico no tendría ningún sentido.
Los tratamientos térmicos
más utilizados son el temple, el revenido, el recocido y la normalización.
Todos los procedimientos se basan en la transformación o descomposición de la
austenita. Por tanto, el primer paso en cualquier tratamiento térmico de un
acero será calentar el material a la temperatura que conlleve la formación de
la austenita.
La temperatura y el tiempo
son los factores principales que influyen en un tratamiento térmico y hay que
fijarlos siempre de antemano, de acuerdo con la composición del acero, la forma
y el tamaño de las piezas que se desean obtener.
TEMPLE:
Consiste en el
calentamiento de un metal acompañado de un posterior enfriamiento de forma
súbita. De este modo, se obtiene un metal muy duro y resistente mecánicamente a
causa de su estructura cristalina deformada. El endurecimiento aportado por el
temple se puede comparar al que se consigue por medio de la deformación en
frío. Este tratamiento es propio de los aceros y consiste en su austenización,
es decir, un calentamiento hasta una temperatura superior a la de austenización
(727 oC), seguido de un enfriamiento lo suficientemente rápido para obtener una
estructura martensítica.
El temple del acero nunca
constituye un tratamiento final debido a que la estructura martensítica
obtenida, pese a ser muy dura, es al mismo a tiempo muy frágil. Por este
motivo, una vez templado el acero, se le somete a tratamiento térmico de revenido
con objeto de obtener una estructura más dúctil y tenaz. Los efectos de este
tratamiento dependen de la temperatura y del tiempo de duración del proceso. El
tratamiento completo de temple más revenido recibe el nombre de BONIFICADO. El
bonificado es un tratamiento adecuado para aceros aleados o aquellos con un
alto contenido en carbono.
REVENIDO:
Se aplica exclusivamente a
los metales templados y es, por lo tanto, un tratamiento complementario del
temple. Con el revenido se pretende mejorar la tenacidad del metal templado a
expensas de disminuir un poco su dureza.
NORMALIZADO:
Este tratamiento confiere
al acero una estructura y propiedades que arbitrariamente se consideran como
normales y características de su composición. Por medio de él, se eliminan
tensiones internas y se uniformiza el tamaño de grano. Se suelen someter a
normalizado piezas que han sufrido trabajos en caliente, en frío, enfriamientos
irregulares o sobrecalentamientos y también se utiliza en aquellos casos en los
que se desean eliminar los efectos de un tratamiento anterior defectuoso. En
este tratamiento, la velocidad de tratamiento no es lo suficientemente elevada
como para formar martensita y la estructura resultante es perlita y ferrita o
cementita de grano fino. Es un tratamiento adecuado para los aceros con bajo
contenido en carbono pues mejora sus propiedades mecánicas.
RECOCIDO:
Consiste en calentar el
acero a una cierta temperatura (similar a la del normalizado) y a continuación
someterlo a un enfriamiento muy lento (por lo general se apaga el horno y se
deja que el material se enfríe en su interior). El recocido se aplica al acero
para ablandarlo y proporcionarle la ductilidad y maleabilidad para conformado
plásticamente o darle su forma final por mecanizado. La diferencia entre los
tratamientos de temple, normalizado y recocido estriba en la velocidad de
enfriamiento que sirve para definir la dureza y la resistencia finales de la
pieza.
TIPOS DE RECOCIDO:
·
Recocido de homogeneización: En el recocido de homogeneización, propio de
los aceros hipoeutectoides, la temperatura de calentamiento es la
correspondiente a A3+200 °C sin llegar en ningún caso a la
curva de sólidos, realizándose en el propio horno el posterior enfriamiento
lento, siendo su objetivo principal eliminar las heterogeneidades producidas
durante la solidificación.
· 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 aplica para finar y ordenar su estructura.
·
Recocido de globalización: Por lo general se
desea obtener globulización en piezas como placas delgadas que deben tener alta
embutición y baja dureza. Los valores más altos de embutición por lo general están asociados con la
microestructura globulizada que solo se obtiene en un rango entre los 650 y 700
grados centígrados. Temperaturas por encima de la crítica producen formación de
austenita que durante el enfriamiento genera perlita, ocasionando un aumento en
la dureza no deseado. Por lo general piezas como las placas para botas de
protección deben estar globulizadas para así obtener los dobleces necesarios
para su uso y evitar rompimiento o agrietamiento. Finalmente son templadas para
garantizar la dureza. 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.
·
Recocido de subcrítico: Para un acero al carbono hipoeutectoide: La microestructura obtenida en
este tratamiento varía según la temperatura de recocido. Por lo general las que
no excedan los 600 grados liberarán tensiones en el material y ocasionaran
algún crecimiento de grano (si el material previamente no fue templado).
Generalmente mostrando Ferrita-Perlita. Por encima de los 600 y bajo los 723 se
habla de recocido de globulización puesto que no sobrepasa la temperatura
crítica. En este caso no hay grano de perlita, los carburos se esferoidizan y
la matriz es totalmente ferrítica. 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.
