El tratamiento térmico es un proceso fundamental en la fabricación, pero a menudo se pasa por alto. En esta entrada del blog, exploraremos el fascinante mundo del tratamiento térmico y su impacto en la calidad y el rendimiento de los componentes metálicos. Nuestro experto ingeniero mecánico le guiará a través de las distintas técnicas de tratamiento térmico, explicando sus ventajas y aplicaciones de forma clara y atractiva. Al final de este artículo, conocerá mejor este proceso esencial y cómo da forma a los productos que utilizamos a diario.
Método de operación:
El acero se calienta a una temperatura de Ac3 + 30 - 50 grados, Ac1 + 30 - 50 grados, o por debajo de Ac1 (según aconsejen los materiales pertinentes) y después se enfría lentamente dentro del horno.
Objetivos:
Aplicaciones clave:
(1) Este método es apropiado para tratar acero estructurado aleado, acero al carbono este-oeste, acero aleado este-oeste, piezas forjadas de acero rápido, componentes de soldadura y materias primas con condiciones de suministro subóptimas.
(2)Normalmente, este proceso se utiliza en estado bruto y se denomina "recocido.
Método de operación:
Para realizar el normalizado, se calienta el acero a una temperatura de 30 - 50 grados por encima de Ac3 o Accm y, después de sumergirlo, se enfría a un ritmo ligeramente más rápido que durante el recocido.
Objetivos:
El objetivo del normalizado es reducir la dureza, mejorar la plasticidad y aumentar la capacidad de corte y procesamiento a presión. También ayuda a refinar la estructura del grano, mejorar las propiedades mecánicas y preparar el material para su posterior procesamiento. El normalizado también ayuda a eliminar las tensiones internas que pueden haber sido causadas por el trabajo en frío o en caliente.
Aplicaciones clave:
El normalizado se utiliza habitualmente como proceso de pretratamiento para piezas forjadas, soldadas y carburizadas. Para aceros de bajo y medio carbono y componentes de acero de baja aleación con bajos requisitos funcionales, el normalizado puede realizarse como proceso de tratamiento térmico final. Sin embargo, para los aceros ordinarios de media y alta aleación, el enfriamiento por aire puede provocar un endurecimiento total o parcial, por lo que no puede utilizarse como proceso de tratamiento térmico final.
Método de operación:
La pieza de acero se calienta a una temperatura superior a la temperatura de transición de fase Ac3 o Ac1, se mantiene durante un tiempo determinado y, a continuación, se enfría rápidamente en agua, nitrato, aceite o aire.
Objetivos:
El enfriamiento se realiza normalmente para conseguir un estructura martensítica de gran dureza.
En algunos casos, el temple del acero de alta aleación (como el acero inoxidable o el acero resistente al desgaste) se realiza para obtener una estructura austenítica única y uniforme que mejore la resistencia al desgaste y a la corrosión.
Aplicaciones clave:
(1) Normalmente se aplica al acero al carbono y al acero aleado con un contenido en carbono superior a 0,3%.
(2) El temple maximiza la fuerza y la resistencia a la abrasión del acero, pero también da lugar a un alto tensión interna que reduce la plasticidad y la resistencia al impacto del acero.
Por lo tanto, el revenido es necesario para obtener mejores propiedades mecánicas.
Método de operación:
Las piezas de acero templado se calientan a una temperatura inferior a Ac1, se mantienen durante un tiempo y luego se enfrían en aire, aceite o agua caliente.
Objetivos:
Para reducir o eliminar la tensión interna después del temple, minimizar la deformación y el agrietamiento de la pieza.
Para ajustar la dureza, mejorar la plasticidad y la tenacidad, y conseguir las propiedades mecánicas requeridas para la aplicación.
Para estabilizar el tamaño de la pieza de trabajo.
Aplicaciones clave:
(1) El revenido a baja temperatura se utiliza cuando se desea una gran dureza y resistencia al desgaste en el acero templado.
(2) El revenido a media temperatura se utiliza para mejorar la elasticidad y la límite elástico de acero manteniendo un cierto grado de tenacidad.
(3) El revenido a alta temperatura se utiliza para dar prioridad a la tenacidad al impacto y a la plasticidad, y se utiliza cuando hay suficiente resistencia.
En general, se aconseja evitar el revenido entre 230-280 grados para el acero y 400-450 grados para el acero inoxidable, ya que este intervalo puede provocar la fragilidad del temple.
Procedimiento operativo:
El proceso de calentar el acero a una temperatura entre 10 y 20 grados superior a la del temple, tras lo cual se realiza el enfriamiento, se denomina temple y revenido.
Tras mantenerlo a alta temperatura, el acero se templa y, a continuación, se revenido a una temperatura comprendida entre 400 y 720 grados.
Objetivos:
Aplicaciones clave:
Este proceso es adecuado para aleaciones de alta templabilidad, como el acero aleado para herramientas, el acero aleado de alta velocidad y el acero aleado estructural.
Puede servir como tratamiento térmico final para componentes críticos y también como tratamiento térmico previo para piezas apretadas, como tornillos, para reducir la deformación durante el procesamiento.
Procedimiento operativo:
El acero se calienta a una temperatura de entre 80 y 200 grados y se mantiene a esta temperatura entre 5 y 20 horas o más. Después, se saca del horno y se enfría al aire.
Objetivos:
Aplicaciones clave:
Este proceso es adecuado para todos los tipos de acero después del temple.
Se suele utilizar para componentes apretados cuya forma no cambia, como tornillos apretados, instrumentos de medición, somieres, etc.
Procedimiento operativo:
Las piezas de acero templado se enfrían en un medio de baja temperatura, como hielo seco o nitrógeno líquido, hasta una temperatura de -60 a -80 grados o inferior. A continuación, se elimina uniformemente la temperatura y se deja que las piezas alcancen la temperatura ambiente.
Objetivos:
Aplicaciones clave:
Los componentes de acero deben someterse a un tratamiento en frío inmediatamente después del temple y, a continuación, templarse a baja temperatura para eliminar las tensiones internas durante el enfriamiento a baja temperatura.
El tratamiento en frío es adecuado sobre todo para herramientas estrechas, herramientas de medicióny componentes estancos de acero aleado.
Procedimiento operativo:
Una llama producida por una mezcla de oxígeno y gas acetileno se dirige hacia la superficie del componente de acero, calentándolo rápidamente. Cuando se alcanza la temperatura de temple deseada, el acero se enfría inmediatamente rociándolo con agua.
Objetivos:
Para mejorar la dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga del componente de acero manteniendo su tenacidad.
Aplicaciones clave:
Procedimiento operativo:
Los componentes de acero se colocan en un inductor, donde la superficie de los componentes se somete a una corriente eléctrica. El acero se calienta hasta alcanzar la temperatura de temple deseada en muy poco tiempo y, a continuación, se enfría rociándolo con agua.
Objetivos:
Aumentar la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de los componentes de acero, conservando su tenacidad.
Aplicaciones clave:
Este proceso se utiliza principalmente para componentes de acero de carbono medio y acero de aleación media.
La profundidad de la capa endurecida por inducción depende de la frecuencia de la corriente eléctrica utilizada: el endurecimiento por inducción de alta frecuencia suele dar lugar a una capa de 1 a 2 mm de profundidad, el endurecimiento de frecuencia intermedia suele dar lugar a una capa de 3 a 5 mm de profundidad y el endurecimiento de alta frecuencia suele dar lugar a una capa de más de 10 mm de profundidad. Esto se debe al "efecto piel", en el que la corriente eléctrica se concentra en la capa más externa del componente.
Método de operación:
Coloque las piezas de acero en un medio de carburación, caliéntelo a una temperatura de entre 900 y 950 grados y manténgalo así. Esto permite que la superficie de las piezas de acero forme una capa de carburación con una concentración y profundidad específicas.
Objetivos:
Mejorar la dureza externa, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de las piezas de acero manteniendo su resistencia.
Aplicaciones clave:
(1) Este método se utiliza principalmente para piezas de acero de bajo contenido en carbono y acero de baja aleación con un contenido en carbono que oscila entre 0,15% y 0,25%. La profundidad de la capa carburada suele oscilar entre 0,5 mm y 2,5 mm.
(2) Después de la cementación, es necesario someterlo a enfriamiento rápido para conseguir martensita en la superficie y completar el proceso de carburación.
Método de operación:
La superficie del acero se satura de nitrógeno mediante el uso de átomos de nitrógeno activo separados por gas amoníaco a temperaturas de entre 500 y 600 grados.
Objetivos:
Se mejora la dureza, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión de las piezas de acero.
Aplicaciones clave:
Este método se utiliza sobre todo para aceros aleados de carbono medio ricos en elementos de aleación como aluminio, cromo, molibdeno, acero al carbono y hierro fundido. La profundidad de la capa nitrurada suele oscilar entre 0,025 y 0,8 mm.
Método de operación:
La superficie del acero se trata mediante una combinación de carburación y nitruración.
Objetivos:
Para mejorar la dureza, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión de las piezas de acero.
Aplicaciones clave:
(1) Se utiliza principalmente para acero de bajo contenido en carbono, acero estructurado de baja aleación y piezas de acero fundido, con una profundidad típica de la capa de nitruración de 0,02 a 3 mm;
(2) Tras la nitruración, es necesario el temple y el revenido a baja temperatura.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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