2do Cap II Tecnologia Tt

7/24/2019 2do Cap II Tecnologia Tt

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Tratamientos Trmicos

CAPTULO II

TECNOLOGA DE LOS TRATAMIENTOS TRMICOS

2.1 TRATAMIENTOS DE LOS METALES PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES

Los metales se pueden someter a una serie de tratamientos para potenciar suspropiedades: Dureza, resistencia mecnica, plasticidad para facilitar su conformado,etc.

Existen cuatro clases de tratamientos: Tratamiento t!rmi"o. El metal es sometido a procesos trmicos en los que no varasu composicin qumica, aunque s su estructura.

Tratamiento termo#$%mi"o.& Los metales se someten a enfriamientos ycalentamientos, pero adems se modifica la composicin qumica de su superficieexterior.

Tratamiento me"'ni"o.&e me!oran las caractersticas de los metales mediantedeformacin mecnica, con o sin calor.

Tratamiento $(er)i"ia*e." e me!ora la superficie de los metales sin variar sucomposicin qumica msica. En estos tratamientos, a diferencia de los termoqumicos,no es necesario llevar a ca#o calentamiento al$uno.

Los tratamientos no de#en alterar de forma nota#le la composicin qumica del metalpues, en caso contrario, no sera un tratamiento, sino otro tipo de proceso.

2.1.1.& Tratamiento t!rmi"oon operaciones de calentamiento y enfriamiento de los metales que tienen por o#!etomodificar su estructura cristalina %en especial, el tama&o del $rano'. La composicin

qumica permanece inaltera#le.

Existen tres tratamientos fundamentales:a+. Re"o"i,o.El metal se calienta durante cierto tiempo a una temperatura determinaday, a continuacin, se enfra lentamente. e consi$ue una mayor plasticidad para quepueda ser tra#a!ado con facilidad. La temperatura y la duracin de este tratamientodependern del $rado de plasticidad que se quiera comunicar al metal. (l$unos tipos derecocido son:

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a.) *ormalizadoa.+ ecocidos upercrticosa.- De austenizacin completa.a. ecocido de re$eneracin.a./ De austenizacin incompleta.

a.0 ecocido $lo#ular de austenizacin incompleta.a.1 ecocidos su#crticosa.2 ecocido $lo#ular.a.3 ecocido de a#landamiento.a.)4 ecocido contra acritud.a.)) ecocido de esta#ilizacin.a.)+ ecocidos isotrmicosa.)- ecocidos de austenizacin completa.a.) ecocido de austenizacin incompleta.a.)/ ecocido patentin$ %5ilo patentado'

-+. Tem(*e. 6onsiste en el calentamiento del metal, se$uido de un posteriorenfriamiento realizado de forma #rusca. 6on esto se consi$ue o#tener un metal muyduro y resistente mecnicamente. El endurecimiento adquirido por medio del temple sepuede comparar al que se consi$ue por deformacin en fro. El temple puede ser:

#.) 7emples normales#.+ De austenizacin completa.#.- De austenizacin incompleta.#. 7emples interrumpidos#./ En a$ua y aceite.#.0 En a$ua y aire.

#.1 7emples isotrmicos#.2 (ustemperin$#.3 8artemperin$.

#.)4 7emples superficiales:9 xiacetilnico.9 ( la llama.

;or induccin. ;or rayo lser. ;or #om#ardeo de electrones.-.1.1 Tem(*e $(er)i"ia*

El o#!etivo fundamental del temple superficial es: aumentar la dureza superficial, laresistencia al des$aste y el lmite de fati$a de la pieza que se trata. El n


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Este proceso es tam#in conocido como =s5orter process>, =s5orterin$>, =flameado>, seemplea para endurecer superficialmente ciertas piezas de acero, que por su forma odimensiones, no pueden ser endurecidas por otros mtodos, se puede utilizar la llamade oxiacetileno, $as del alum#rado, $as natural y otros $ases derivados del petrleo yde la $asolina. El temple por llama oxiacetilnica es el ms utilizado.

El procedimiento consiste en templar determinadas zonas de las piezas, calentndolascon una llama oxiacetilnica como se muestra en la fi$ura +.) y enfrindolas lue$orpidamente.

Para conseguir que las capas duras queden bien adheridas el resto del material y para evitar

posibles desconchamientos superficiales, debido a una transicin demasiado brusca en las

zonas duras a las blandas, conviene que el contenido de carbono de los aceros este

comprendido entre 0.30 % al 0.60 % de .

!as instalaciones comprenden de uno a varios sopletes y varios chorros de agua que

proviene de depsitos au"iliares. #l foco de calor o la pieza se mueven constantemente o

alternativamente para calentar y templar sucesivamente todas las zonas. #l enfriamiento

se hace generalmente como ya se di$o, con chorros de agua, aunque algunas veces

tambin se realiza con corrientes de aire a presin o introduciendo las piezas en depsitos

de agua o aceite.-+. En,$re"imiento (or in,$""i/n

#ste procedimiento se utiliza para endurecimiento superficial de peque&as piezas de acero,por temple de su zona perifrica. #l calentamiento por corriente de alta frecuencia se efect'a

en muy pocos segundos, pudindose adem(s si se desea, localizar el tratamiento en zonas

muy limitadas.

!as piezas se colocan en el interior de una espira o con$unto de espirales de forma

apropiada, a travs de la cual se hace pasar una corriente elctrica de alta frecuencia que

calienta las piezas a temperaturas elevadas como se aprecia en la figura ).), luego, se

enfr*a r(pidamente con una ducha de agua o introducindolas en recipientes de agua o

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aceite. !as espirales est(n constituidas por un tubo de cobre refrigerado interiormente por

agua. !a corriente elctrica crea en el interior de las espirales un campo magntico

alternativo, que a su vez da lugar a corrientes elctricas alternativas de alta frecuencia en

las piezas, que son suficientes para calentar el acero.

"+ Re0eni,o. e aplica exclusivamente a los metales templados, pudiendoconsiderarse como un tratamiento complementario del temple. 6on ello se pretendemeorar *a tena"i,a,del metal templado, a costa de disminuir un poco su dureza.

2.1.2.& Tratamiento termo#$%mi"o.Los tratamientos termoqumicos, consisten en operaciones de calentamiento yenfriamiento de los metales, completadas con la aportacin de otros elementos en la

superficie de las piezas. Los ms relevantes son:

a+. Cementa"i/n.6onsiste en la adicin de car#ono a la superficie de un acero quepresente un #a!o contenido en car#ono a una cierta temperatura. e o#tiene as unadureza superficial muy elevada.

-+. Nitr$ra"i/n. Es un proceso de endurecimiento del acero por a#sorcin de nitr$enoa una temperatura determinada. (dems, proporciona una #uena resistencia a lacorrosin. e utiliza para endurecer piezas de maquinaria %#ielas, ci$?e&ales, etc.'@tam#in 5erramientas, como #rocas, etctera.

"+. Cian$ra"i/n. Es un tratamiento intermedio entre los dos anteriores. e utiliza nosolamente en aceros con #a!o contenido en car#ono %como en el caso de lacementacin', sino tam#in en aqullos cuyo contenido en car#ono sea medio o alto,cuando se pretende que adquieran una #uena resistencia.

,+. Car-onitr$ra"i/n. 6onsi$ue aumentar la dureza de los aceros mediante laa#sorcin simultnea de car#ono y nitr$eno a una temperatura determinada. Ladiferencia con el tratamiento anterior radica en que la car#onitruracin se realiza

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mediante $ases, y la cianuracin por medio de #a&os. e emplea en piezas de $ranespesor.

e+. S$*)inia"i/n. 8ediante la inmersin del metal en un #a&o especial se consi$ueincorporarle una capa de car#ono, nitr$eno y, so#re todo, azufre. 6on este tratamiento

se aumenta considera#lemente la resistencia al des$aste de los metales, a la vez quese disminuye su coeficiente de rozamiento.

2.1.3.& Tratamiento me"'ni"o8e!oran las caractersticas de los metales por deformacin mecnica, con o sin calor.Existen los si$uientes tratamientos mecnicos:

a+. Tratamiento me"'ni"o en "a*iente4 tam#in denominados )ora. 6onsisten encalentar un metal a una temperatura determinada para, lue$o, deformarlo $olpendolofuertemente. 6on esto se afina el tama&o del $rano y se eliminan delmaterial sopladuras y cavidades interiores, con lo que se me!ora su estructura interna.

-+. Tratamiento me"'ni"o en )r%o. 6onsisten en deformar el metal a la temperaturaam#iente, #ien $olpendolo, o por trefilado o laminacin. Estos tratamientosincrementan la dureza y la resistencia mecnica del metal y, tam#in, acarrean unadisminucin en su plasticidad.

2.1.5 Tratamiento $(er)i"ia*e." e me!ora la superficie de los metales sin variar sucomposicin qumica msica. En estos tratamientos, a diferencia de los termoqumicos,no es necesario llevar a ca#o calentamiento al$uno. Los principales procesos son:

a+. Meta*ia"i/n. e proyecta un metal fundido, pulverizndolo so#re la superficie de

otro. 6on esto se consi$ue comunicar a la superficie de un metal las caractersticas deotro diferente.

-+. Croma,o. e deposita cromo electrolticamente so#re el metal@ de esta manera, sedisminuye su coeficiente de rozamiento y se aumenta su resistencia al des$aste. troscomo niquelado, co#reado, etc.

"+. Re"$-rimiento or6'ni"o7 pinturas, lacas y #arnices.2.2 METALOGRA8ALa metalo$rafa consiste en el et$,io ,e *a "ontit$"i/n 9 *a etr$"t$ra ,e *ometa*e 9 *a a*ea"ione. La forma ms sencilla de 5acerlo es examinando las

superficies metlicas a simple vista. Las tcnicas de mayor utilizacin, se #asan en laamplificacin de la superficie, mediante instrumentos /(ti"o4 para o#servar lascaractersticas estructurales microscpicas.

La naturaleza su#microscpica de la estructura se estudia utilizando microscopios ysondas, por la microscopa de iones de campo, diafractmetros electrnicos y de rayos"A, dispositivos de exploracin y otros dispositivos muy comple!os.

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Las tcnicas su#microscpicas tienen su aplicacin ms importante en los la#oratoriosde investi$acin. Los estudios pticos microscpicos proporcionan resultados que son


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tarde de#er pulirse y atacarse con cido. 6asi siempre es conveniente realizar loscortes, utilizando un medio refri$erante o 5acerlo lentamente, a fin de que el calor$enerado en la pieza no altere su estructura.

3+ Montae ,e m$etra.&i la pro#eta que va a examinarse es lo suficientemente$rande para que pueda su!etarse #ien con la mano, no es necesario montarla. *oo#stante, la mayora de las veces la pro#eta es demasiado peque&a para que puedasostenerse en forma %por e!emplo, un tramo de varilla, alam#re o lmina', mientras seesmerila o pule, por lo que en este caso, ser necesario montarla, utilizando para ello#aquelita.

El material del que se componen estas puede ser Lucita %resina termoplstica' oaelita %resina termoendureci#le'. Fi$ura +.-.

5+ De-ate:Despus de montada la pro#eta, se inicia el proceso de des#aste so#re una serie de5o!as de esmeril o li!a con a#rasivos ms finos, sucesivamente. El proceso de des#astese divide en - fases: Des#aste $rosero, Des#aste intermedio y Des#aste final.

De-ate -$r,o o 6r$eo." El des#aste $rueso se lo$ra me!or en un esmeril5


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so#re una superficie plana y dura, que puede ser acero o vidrio, y la muestra se tallasin se$uir un movimiento oscilatatorio, so#re el papel de li!a. 6uando se termina deesmerilar con un tipo de li!a, las marcas de#en estar todas en la misma direccin,como se indica en la fi$ura ). (ntes de continuar con la si$uiente li!a ms fina, de#enlavarse y secarse con cuidado tanto las manos como la muestra. (5ora, la muestra

de#e desplazarse en tal forma que las rayas 5ec5as por las distintas li!as formenn$ulos rectos con las del inmediatamente anterior. (s puede verse con claridad si se5an eliminado las rayas ms $ruesas que se 5icieron en la operacin anterior, comose puede apreciar en la fi$ura ).

;+ P$*i,o.& Este procedimiento se #asa en el uso de la rueda cu#ierta con un pa&o,car$ada con una suspensin de al


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suavemente durante un tiempo que oscila entre / y +4 se$undos, dependiendo delcontendido de car#ono del acero y del tratamiento trmico previo. Gnmediatamentedespus, se lava la muestra con a$ua corriente, se en!ua$a con alco5ol y se secamediante un c5orro de aire.

;ara otros metales y aleaciones se usan diferentes reactivos. e recomienda la tcnicade frotacin para ciertos metales y aleaciones en lu$ar de la tcnica de inmersin.

(l$unas soluciones tpicas para el ataque qumico, se muestran en la ta#la si$uiente: So*$"ione ,e ata#$e (ara meta*e

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So*$"ione ,e ata#$e (ara meta*e

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