¿Alguna vez se ha preguntado cómo se puede conseguir que el acero sea increíblemente fuerte y flexible a la vez? Esta entrada del blog le descubrirá el fascinante mundo del temple, un proceso de tratamiento térmico crucial en ingeniería mecánica. Conocerá varios métodos de temple y sus aplicaciones únicas, lo que le proporcionará una comprensión más profunda de cómo se fabrican las herramientas y la maquinaria cotidianas para obtener un rendimiento óptimo.
El temple es un proceso crítico de tratamiento térmico ampliamente utilizado en la metalurgia y la ciencia de los materiales para mejorar las propiedades mecánicas de metales y aleaciones. En el contexto del acero, el temple implica un ciclo térmico controlado con precisión:
El objetivo principal del temple en los aceros es formar martensita, una solución sólida sobresaturada de carbono en hierro con una estructura cristalina tetragonal centrada en el cuerpo (BCT). El resultado es un aumento significativo de la dureza y la resistencia. En algunos casos, el temple puede diseñarse para producir bainita mediante tratamientos isotérmicos cercanos a la temperatura de inicio de la martensita (Ms).
Es importante señalar que el temple no se limita a las aleaciones ferrosas. El término abarca también procesos de tratamiento térmico de otros materiales:
Los parámetros específicos de temple, como la temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimiento, la velocidad de enfriamiento y la selección del agente de temple, se adaptan cuidadosamente a la composición del material y a las propiedades finales deseadas. Los procesos de temple modernos suelen utilizar sistemas controlados por ordenador y agentes de temple avanzados para optimizar el rendimiento y minimizar la distorsión.
El temple es un método de tratamiento térmico que consiste en calentar el acero por encima de su temperatura crítica, mantenerlo durante un cierto tiempo y, a continuación, enfriarlo a una velocidad superior a la velocidad crítica de enfriamiento para obtener una estructura desequilibrada predominantemente martensítica (aunque también puede obtenerse bainita o una austenita monofásica, según las necesidades).
El temple es el método más ampliamente aplicado en los procesos de tratamiento térmico del acero.
Existen aproximadamente cuatro procesos básicos en el tratamiento térmico del acero: recocidonormalización, temple y revenido.
Recocido
Consiste en calentar la pieza a una temperatura adecuada, mantenerla durante un tiempo que depende del material y del tamaño de la pieza y, a continuación, enfriarla lentamente (velocidad de enfriamiento más lenta). El objetivo es conseguir que la estructura interna del metal alcance o se aproxime al equilibrio, logrando un buen rendimiento del proceso y del uso, o preparando la estructura para un enfriamiento posterior.
Normalización
Tras calentar la pieza a una temperatura adecuada, se enfría al aire. El efecto de la normalización es similar al de recocidopero produce una estructura más fina. Suele utilizarse para mejorar el rendimiento de corte de los materiales y, en ocasiones, como tratamiento térmico final de piezas con requisitos menos exigentes.
Templado
Para reducir la fragilidad de las piezas de acero, las que han sido templadas se mantienen a una temperatura superior a la ambiente pero inferior a 710℃ durante un periodo prolongado antes de enfriarse. Este proceso se conoce como temple.
Enfriamiento
Se trata de un proceso de tratamiento térmico que consiste en calentar la pieza para austenizarla y, a continuación, enfriarla de forma adecuada para obtener una estructura de martensita o bainita. Entre los métodos habituales se incluye el enfriamiento con agua, enfriamiento en aceitey enfriamiento al aire.
El recocido, la normalización, el temple y el revenido son los "cuatro fuegos" del tratamiento térmico integral. Temple y revenido están estrechamente relacionados, a menudo se utilizan conjuntamente y ambos son indispensables.
Existen diez métodos de enfriamiento en el proceso de tratamiento térmico, que son:
En este proceso, la pieza se calienta hasta alcanzar la temperatura de temple y, a continuación, se enfría rápidamente sumergiéndola en un medio de temple. Se trata del método de temple más sencillo y se suele utilizar para aceros al carbono de formas sencillas y... acero aleado piezas de trabajo. La elección del medio de temple se basa en factores como el coeficiente de transferencia de calor, la templabilidad, el tamaño y la forma de las piezas.
Fig. 1 Enfriamiento en un solo medio (agua, aceite, aire)
En el proceso de tratamiento térmico, la pieza que se ha calentado hasta la temperatura de temple se enfría rápidamente hasta el punto próximo al inicio de la martensita (MS) en un medio de enfriamiento fuerte. A continuación, la pieza se enfría lentamente hasta alcanzar la temperatura ambiente en un medio de enfriamiento más lento, lo que crea una gama de diferentes temperaturas de temple y velocidades de enfriamiento ideales.
Este método se utiliza para piezas con formas complejas o piezas grandes de acero con alto contenido en carbono, acero aleado y acero al carbono para herramientas. Los medios de refrigeración habituales son agua-aceite, agua-nitrato, agua-aire y aceite-aire. El agua suele utilizarse como medio de enfriamiento rápido, mientras que el aceite o el aire se utilizan como medio de enfriamiento más lento. El aire se utiliza con menos frecuencia.
El acero se austeniza y, a continuación, se sumerge en el medio líquido (baño salino o baño alcalino) con una temperatura ligeramente superior o inferior al punto superior de martensita del acero durante un tiempo determinado. A continuación, se saca el acero para enfriarlo con aire, y el subenfriado austenita se transforma lentamente en martensita.
Este método se utiliza generalmente para piezas pequeñas con formas complejas y requisitos de deformación estrictos. Las herramientas y matrices de acero rápido y acero de alta aleación también suelen templarse con este método.
La pieza se enfría rápidamente en el baño cuando la temperatura de éste es inferior al punto MS (inicio de martensita) y superior al punto MF (acabado de martensita). Esto produce el mismo resultado que utilizar un tamaño de baño mayor.
Este método se utiliza habitualmente para piezas de acero de baja templabilidad de gran tamaño.
La pieza se enfría en un baño con una temperatura de bainita inferior para el tratamiento isotérmico, provocando la formación de bainita inferior. Este proceso suele realizarse manteniendo la pieza en el baño entre 30 y 60 minutos.
El proceso de enfriamiento isotérmico de la bainita consta de tres etapas:
Este método se utiliza habitualmente para piezas de pequeño tamaño de acero aleado y acero con alto contenido en carbono, así como de acero dúctil. fundiciones de hierro.
La martensita con una fracción volumétrica de 10% a 30% se obtiene enfriando la pieza por debajo del punto MS, seguido de un tratamiento isotérmico en la región inferior de la bainita.
Este método se utiliza habitualmente para piezas de acero aleado para herramientas.
Este método de enfriamiento también se denomina austempering por etapas. El proceso consiste en enfriar primero las piezas en un baño con una temperatura más baja (por encima de MS) y luego transferirlas a un baño con una temperatura más alta para someterlas a una transformación isotérmica de austenita.
Este método es apropiado para piezas de acero con baja templabilidad o de gran tamaño, así como para piezas que deban ser austempladas.
En el proceso de enfriamiento isotérmico previo, las piezas se enfrían previamente a una temperatura ligeramente superior a Ar3 o Ar1 utilizando aire, agua caliente o un baño de sal. A continuación, se realiza el enfriamiento medio simple.
Este método suele utilizarse para piezas con formas complejas, diferencias significativas de grosor y requisitos de deformación mínima.
El proceso de templado y autotemplado implica calentar todas las piezas, pero sólo sumergir las piezas a templar (normalmente las piezas de trabajo) en un líquido de templado para enfriarlas durante el templado.
Una vez que desaparece el brillo de las piezas no sumergidas, se retira inmediatamente el proceso de temple para enfriarlas con aire.
Este método permite que el calor se transfiera del centro a la superficie para templarla, y se utiliza habitualmente para herramientas que deben soportar impactos, como cinceles, punzones, martillos, etc.
El método de temple por pulverización de agua sobre la pieza puede ajustarse en términos de caudal de agua, en función de la profundidad de temple deseada. El temple por chorro evita la formación de una película de vapor en la superficie de la pieza, lo que da lugar a una capa endurecida más profunda en comparación con el temple normal. enfriamiento en agua.
Este método se utiliza principalmente para el enfriamiento superficial localizado.
El objetivo principal del temple es inducir una transformación de fase en el acero, convirtiendo la austenita sobreenfriada en martensita o bainita. Esta transformación da lugar a una microestructura que mejora significativamente las propiedades mecánicas del material. El templado, seguido de un revenido controlado a temperaturas específicas, permite adaptar con precisión las propiedades del acero, incluido el aumento de la dureza, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y la tenacidad. Esta versatilidad permite a los fabricantes satisfacer los diversos requisitos de los distintos componentes mecánicos y herramientas de todas las industrias.
El temple es un proceso crítico de tratamiento térmico que consiste en calentar una pieza metálica a una temperatura de austenización específica, mantenerla durante un tiempo predeterminado para garantizar la transformación completa de la fase y, a continuación, enfriarla rápidamente en un medio de temple. La elección del medio de enfriamiento, como salmuera, agua, soluciones poliméricas, aceites minerales o incluso aire forzado, depende de la velocidad de enfriamiento deseada y de la composición específica de la aleación. Cada medio ofrece diferentes características de enfriamiento, lo que permite a los metalúrgicos controlar la evolución microestructural y las propiedades resultantes.
El rápido enfriamiento durante el temple crea una solución sólida sobresaturada, atrapando átomos de carbono dentro de la red de hierro y formando la fase metaestable martensita. Esta estructura martensítica se caracteriza por una dureza y una resistencia al desgaste extremadamente altas, pero puede ser quebradiza. A menudo se emplean procesos de revenido posteriores para optimizar el equilibrio entre resistencia, tenacidad y ductilidad, adaptando las propiedades del material a los requisitos específicos de la aplicación.
Más allá de la mejora de las propiedades mecánicas, el temple desempeña un papel crucial en el desarrollo de propiedades físicas y químicas específicas en aceros especiales. Por ejemplo, puede mejorar significativamente las propiedades ferromagnéticas de los aceros para imanes permanentes, aumentar la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables y modificar las propiedades eléctricas de los aceros al silicio utilizados en los núcleos de transformadores.
El proceso de enfriamiento es especialmente crítico para los aceros debido a su naturaleza alotrópica y a la capacidad de formar diversas microestructuras en función de la velocidad de enfriamiento. Cuando el acero se calienta por encima de su temperatura crítica (normalmente entre 723 y 912 °C, según la composición), su estructura a temperatura ambiente se transforma en austenita. El rápido enfriamiento posterior impide la formación de ferrita y perlita, que depende de la difusión, y obliga a la austenita cúbica centrada en la cara (FCC) a transformarse en martensita tetragonal centrada en el cuerpo (BCT) mediante un mecanismo de cizallamiento sin difusión.
Sin embargo, el rápido enfriamiento inherente al temple introduce importantes tensiones térmicas en la pieza. Estas tensiones, si no se controlan adecuadamente, pueden provocar distorsiones, alabeos o incluso grietas en el componente. Para mitigar estos riesgos, los metalúrgicos emplean diversas técnicas, como el temple interrumpido, el temple selectivo o el uso de agentes de temple especializados con características de enfriamiento controladas.
Los procesos de enfriamiento pueden clasificarse en función del método de enfriamiento empleado:
La selección del proceso y los parámetros de temple adecuados es crucial para conseguir la microestructura y las propiedades deseadas, minimizando al mismo tiempo el riesgo de defectos relacionados con el temple. Las técnicas avanzadas de temple, como el temple intensivo o los tratamientos criogénicos, siguen evolucionando, ofreciendo nuevas posibilidades para mejorar el rendimiento de los materiales en aplicaciones exigentes.
El proceso de enfriamiento incluye tres etapas: calentamiento, mantenimiento y enfriamiento. Aquí se presentan los principios de selección de los parámetros del proceso para estas tres etapas, utilizando como ejemplo el temple del acero.
Temperatura de calentamiento de enfriamiento
Basándose en el punto crítico de transformación de fase en el acero, el calentamiento durante el temple tiene como objetivo formar granos austeníticos finos y uniformes, obteniendo una estructura martensítica fina tras el temple.
La gama de temperaturas de enfriamiento rápido para el acero al carbono se muestra en la figura "Temperatura de enfriamiento rápido". El principio de selección de la temperatura de enfriamiento que se muestra en esta figura también se aplica a la mayoría de los aceros aleados, especialmente a los aceros de baja aleación. La temperatura de calentamiento para el acero hipoeutectoide es 30-50℃ superior a la temperatura Ac3.
| Grado chino | Punto crítico /℃ | Temperatura de enfriamiento /℃ | |
| Ael | Aes(Acm) | ||
| 20 | 735 | 855 | 890~910 |
| 45 | 724 | 780 | 830~860 |
| 60 | 727 | 760 | 780~830 |
| T8 | 730 | 750 | 760~800 |
| T12 | 730 | 820 | 770~810 |
| 40Cr | 743 | 782 | 830~860 |
| 60Si2Mn | 755 | 810 | 860~880 |
| 9CrSi | 770 | 870 | 850~870 |
| 5CrNiMo | 710 | 760 | 830~860 |
| 3Cr2W8V | 810 | 1100 | 1070~1130 |
| GCr15 | 745 | 900 | 820~850 |
| Cr12MoV | 810 | / | 980~1150 |
| W6Mo5Cr4V2 | 830 | / | 1225~1235 |
De la figura "Temperatura de calentamiento del temple" se desprende que el estado del acero a alta temperatura se encuentra en la región de austenita monofásica (A), por lo que se denomina temple completo. Si la temperatura de calentamiento del acero hipoeutectoide es superior a la temperatura Ac1 e inferior a la temperatura Ac3, entonces el estado de ferrita proeutectoide no se transforma completamente en austenita a alta temperatura, lo que constituye un enfriamiento incompleto (o subcrítico). La temperatura de enfriamiento del acero hipereutectoide es de 30-50℃ por encima de la temperatura Ac1, este rango de temperatura se encuentra en la región de fase dual de austenita y cementita (A+C).
Por lo tanto, el temple normal del acero hipereutectoide sigue perteneciendo al temple incompleto, y la estructura obtenida tras el temple es martensita distribuida en la matriz de cementita. Esta estructura tiene una gran dureza y una gran resistencia al desgaste. En el caso del acero hipereutectoide, si la temperatura de calentamiento es demasiado elevada, se disolverá una parte excesiva de la cementita proeutectoide, incluso se disolverá por completo, entonces crecerán los granos de austenita, y la contenido de carbono de austenita también aumenta.
Tras el temple, la gran estructura de martensita aumenta la tensión interna en las microrregiones del acero templado, incrementa el número de microfisuras y aumenta la tendencia de la pieza a deformarse y agrietarse. Como la concentración de carbono en la austenita es elevada, el punto de martensita desciende, aumenta la cantidad de austenita retenida y disminuyen la dureza y la resistencia al desgaste de la pieza. La temperatura de enfriamiento de los aceros de uso común se muestra en la figura "Temperatura de calentamiento para el enfriamiento", y la tabla muestra la temperatura de calentamiento para el enfriamiento de los aceros de uso común.
En la producción real, la elección de la temperatura de calentamiento debe ajustarse en función de las condiciones específicas. Por ejemplo, cuando el contenido de carbono en el acero hipoeutectoide está en el límite inferior, cuando la carga del horno es grande, y cuando se desea aumentar la profundidad de la capa de temple de la pieza, se puede elegir la temperatura límite superior; si la forma de la pieza es complicada, y los requisitos de deformación son estrictos, se debe adoptar la temperatura límite inferior.
Sujeción de enfriamiento
El tiempo de mantenimiento del temple viene determinado por diversos factores, como el modo de calentamiento del equipo, el tamaño de la pieza, la composición del acero, la cantidad de carga del horno y la potencia del equipo. En el caso del temple pasante, el objetivo del mantenimiento es hacer que la temperatura interna de la pieza converja uniformemente.
En todos los tipos de temple, el tiempo de mantenimiento depende en última instancia de la obtención de una buena estructura de calentamiento del temple en la zona de temple requerida. El calentamiento y el mantenimiento son pasos importantes que afectan a la calidad del temple. El estado de la estructura obtenida por austenitización afecta directamente al rendimiento tras el temple. El tamaño del grano de austenita de las piezas de acero en general se controla en 5-8 niveles.
| Calidad del acero | Temperatura isotérmica /℃ | Tiempo isotérmico /min | Grado | Temperatura isotérmica /℃ | Tiempo isotérmico /min |
| 65 | 280-350 | 10-20 | GCr9 | 210~230 | 25-45 |
| 65Mn | 270-350 | 10-20 | 9SiCr | 260-280 | 30-45 |
| 55Si2 | 300-360 | 10-20 | Cr12MoV | 260-280 | 30-60 |
| 60Si2 | 270-340 | 20-30 | 3Cr2W8 | 280-300 | 30-40 |
| T12 | 210~220 | 25-45 |
Enfriamiento por enfriamiento rápido
Para que la fase de alta temperatura del acero - austenita, se transforme en la fase metaestable de baja temperatura - martensita durante el proceso de enfriamiento, la velocidad de enfriamiento debe ser superior a la velocidad crítica de enfriamiento del acero. Durante el proceso de enfriamiento de la pieza, existe una cierta diferencia entre la velocidad de enfriamiento de la superficie y la del núcleo. Si esta diferencia es lo suficientemente grande, puede provocar que la pieza con una velocidad de enfriamiento superior a la tasa de enfriamiento crítica para transformarse en martensita, mientras que el núcleo que es inferior a la velocidad crítica de enfriamiento no puede transformarse en martensita.
Para garantizar que toda la sección transversal se transforme en martensita, es necesario seleccionar un medio de temple con suficiente capacidad de enfriamiento para que el núcleo de la pieza tenga una velocidad de enfriamiento suficientemente alta. Pero si la velocidad de enfriamiento es grande, la tensión interna causada por la expansión y contracción térmicas desiguales en el interior de la pieza puede hacer que ésta se deforme o se agriete. Por lo tanto, teniendo en cuenta los dos factores conflictivos anteriores, es importante elegir razonablemente el medio de temple y el método de enfriamiento.
La fase de enfriamiento no sólo consiste en obtener una estructura razonable de las piezas y alcanzar el rendimiento requerido, sino también en mantener la precisión del tamaño y la forma de las piezas. Es un eslabón clave del proceso de enfriamiento.
Dureza de la pieza
La dureza de la pieza templada influye en el efecto del temple. La dureza de la pieza templada se determina generalmente por su valor HRC medido con un durómetro Rockwell. El valor HRA puede medirse en el caso de chapas finas de acero duro y piezas templadas superficialmente, mientras que en el caso de chapas de acero templado con un grosor inferior a 0,8 mm, piezas templadas superficialmente con una capa poco profunda y piezas templadas barras de acero con un diámetro inferior a 5 mm, se puede utilizar un durómetro Rockwell superficial para medir sus valores HRC.
En soldadura de acero al carbono y determinados aceros aleados, el enfriamiento puede producirse en la zona afectada por el calor y endurecerse, lo que es propenso al agrietamiento en frío. Esto es algo que hay que evitar durante el proceso de soldadura.
Debido a la dureza y fragilidad del metal tras el enfriamiento, la tensión residual superficial generada puede causar grietas frías. El revenido puede utilizarse como uno de los métodos para eliminar las grietas en frío sin afectar a la dureza.
El temple es más adecuado para piezas de pequeño grosor y diámetro. Para piezas más grandes, la profundidad de temple no es suficiente, y el carburizado tiene el mismo problema. En este momento, considere la posibilidad de añadir aleaciones como el cromo al acero para aumentar la resistencia.
El temple es uno de los medios básicos para reforzar los materiales de acero. La martensita del acero es la fase más dura de las estructuras de solución sólida basadas en el hierro, por lo que las piezas de acero pueden obtener una gran dureza y una gran resistencia mediante el temple. Sin embargo, la martensita es muy quebradiza, y existe una gran tensión interna de temple en el interior del acero después del temple, por lo que no es adecuada para su aplicación directa y debe templarse.
Enfriamiento monomedio: La pieza se enfría en un medio, como agua o aceite. Las ventajas son un funcionamiento sencillo, fácil mecanización y amplia aplicación. La desventaja es que el enfriamiento en agua provoca grandes tensiones, por lo que la pieza es propensa a deformarse y agrietarse; el enfriamiento en aceite tiene una velocidad de enfriamiento lenta, un diámetro de enfriamiento pequeño y es difícil enfriar piezas grandes.
Enfriamiento doble medio: La pieza se enfría primero a unos 300℃ en un medio con fuerte capacidad de enfriamiento, y después se enfría en un medio con capacidad de enfriamiento más débil. Este método puede reducir eficazmente la tensión interna debida a la transformación martensítica y reducir la tendencia a la deformación y agrietamiento de la pieza de trabajo.
Enfriamiento por etapas: La pieza se enfría en un baño salino o alcalino a baja temperatura, con una temperatura cercana al punto Ms. La pieza permanece a esta temperatura entre 2 y 5 minutos y, a continuación, se enfría con aire.
Apagado isotérmico: La pieza se enfría en un baño salino isotérmico, la temperatura del baño salino se sitúa en la parte inferior de la zona de bainita (ligeramente superior a Ms). La pieza permanece a la misma temperatura durante mucho tiempo hasta que se completa la transformación en bainita y, a continuación, se enfría con aire.
Enfriamiento superficial: El temple superficial es un método que consiste en templar parcialmente la capa superficial de una pieza de acero hasta una cierta profundidad, mientras que el núcleo permanece sin templar.
Endurecimiento por inducción: El calentamiento por inducción utiliza la inducción electromagnética para generar corrientes de Foucault en la pieza a calentar.
Enfriamiento criogénico: Esto implica la inmersión en una solución de agua helada con gran capacidad de enfriamiento como medio de enfriamiento.
Apagado parcial: Se trata de templar únicamente las partes de la pieza que deben templarse.
Enfriamiento por gas: Se refiere específicamente al calentamiento en vacío y enfriamiento en un gas neutro e inerte que circula a alta velocidad a presión negativa, presión normal o alta presión.
Enfriamiento por aire: Consiste en utilizar aire comprimido o aire forzado como medio de refrigeración para el enfriamiento.
Enfriamiento con salmuera: Se trata de utilizar una solución de agua salada como medio refrigerante para el enfriamiento.
Apagado de soluciones orgánicas: Se trata de utilizar una solución acuosa de polímero orgánico como medio refrigerante para el enfriamiento.
Enfriamiento por pulverización: Se trata de utilizar un chorro de líquido como medio de refrigeración para el enfriamiento.
Baño caliente Refrigeración: Consiste en enfriar la pieza en un baño caliente de sal fundida, álcali fundido, metal fundido o aceite a alta temperatura.
Enfriamiento de doble líquido: Después de calentar la pieza para formar la austenita, se sumerge primero en un medio con fuerte capacidad de enfriamiento, y cuando la organización está a punto de sufrir la transformación martensítica, se transfiere inmediatamente a un medio con débil capacidad de enfriamiento para enfriarla.
Enfriamiento presurizado: Después de calentar la pieza para formar la austenita, se templa bajo una fijación específica sujecióncon el fin de reducir la distorsión por enfriamiento rápido.
A través del endurecimiento: Se trata de templar la pieza desde la superficie hasta el corazón por completo.
Apagado isotérmico: La pieza se enfría rápidamente hasta el intervalo de temperatura de transformación en bainita para mantener la isotermia tras el calentamiento para formar austenita, lo que permite que la austenita se transforme en bainita.
Enfriamiento por etapas: Después de calentar la pieza para formar la austenita, se sumerge en un baño alcalino o en un baño de sal con una temperatura ligeramente superior o inferior al punto M1 durante cierto tiempo, y después de que toda la pieza alcance la temperatura media, se saca para enfriarla al aire y obtener la martensita.
Enfriamiento a subtemperatura: Las piezas de acero hipoeutectoide se templan tras austenitizarse en el intervalo de temperaturas Ac1-Ac3 para obtener estructuras de martensita y ferrita.
Enfriamiento directo: Consiste en enfriar directamente la pieza después de la cementación.
Doble enfriamiento: Después de carburizar la pieza, primero se austeniza a una temperatura superior a Ac3 y luego se templa para refinar la estructura del núcleo. A continuación, se austeniza a una temperatura ligeramente superior a Ac3 para refinar la estructura de la capa carburada.
Enfriamiento automático: Después de calentar rápidamente la pieza para austenizarla localmente o en la superficie, el calor de la zona calentada se propaga por sí solo a la zona no calentada, haciendo que la zona austenizada se enfríe rápidamente.
El temple es un proceso crítico de tratamiento térmico muy utilizado en la fabricación mecánica moderna. Prácticamente todos los componentes cruciales de la maquinaria, en particular las piezas de acero utilizadas en automóviles, aviones y aplicaciones aeroespaciales, se someten al temple para mejorar sus propiedades mecánicas. Para satisfacer los diversos requisitos técnicos de los distintos componentes, se han desarrollado numerosos procesos de temple especializados.
Los métodos de enfriamiento pueden clasificarse en función de varios factores:
1. Área de tratamiento:
2. Transformación de fase durante el calentamiento:
3. Transformación de fase durante el enfriamiento:
Cada método de enfriamiento tiene características y limitaciones específicas que lo hacen adecuado para aplicaciones concretas. Entre ellos, el enfriamiento superficial por inducción y el enfriamiento por llama son los más utilizados. Los nuevos métodos de enfriamiento por calentamiento de alta densidad energética, como el calentamiento por haz de láser y haz de electrones, están ganando atención rápidamente debido a sus capacidades únicas y su control de precisión.
El temple superficial tiene una amplia aplicación en componentes de maquinaria fabricados a partir de acero templado al carbono medio o fundición dúctil. Este proceso es especialmente eficaz para el acero templado de carbono medio, ya que permite mantener unas propiedades mecánicas generales elevadas en el núcleo, al tiempo que se consigue una dureza superficial superior (>HRC 50) y resistencia al desgaste. Las aplicaciones más comunes incluyen husillos de máquinas herramienta, engranajes, cigüeñales de motores diesel y árboles de levas.
El principio del temple superficial también puede aplicarse a diversos materiales a base de hierro con composiciones similares al acero de medio carbono, como:
Entre ellos, la fundición dúctil presenta el mejor rendimiento de proceso y unas propiedades mecánicas generales elevadas, lo que la convierte en el material más utilizado para aplicaciones de temple superficial.
Para los aceros con alto contenido en carbono, el temple superficial mejora significativamente la dureza superficial y la resistencia al desgaste. Sin embargo, la plasticidad y tenacidad del núcleo siguen siendo relativamente bajas. Por consiguiente, el temple superficial de los aceros con alto contenido en carbono se emplea principalmente para herramientas, instrumentos de medición y rodillos de alto endurecimiento en frío que experimentan impactos y cargas alternas mínimas.
Por otra parte, los aceros con bajo contenido en carbono muestran efectos de refuerzo mínimos tras el enfriamiento superficial, por lo que rara vez se someten a este tratamiento.
La selección de un método y un material de temple adecuados depende de los requisitos específicos del componente, incluidas las propiedades mecánicas, la resistencia al desgaste y las condiciones de funcionamiento. Los avances en las tecnologías de temple siguen ampliando las posibilidades de mejorar las propiedades de los materiales en diversas aplicaciones industriales.
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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