El acero es una aleacin de hierro con carbono en una proporcin que oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden aadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades.Las propiedades fsicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribucin. Antes del tratamiento trmico, la mayora de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dctil, es hierro con pequeas cantidades de carbono y otros elementos en disolucin. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composicin especfica y una estructura caractersticas, sus propiedades fsicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado trmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, est por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono an mayores es una mezcla de perlita y cementita. A.1NATURALEZA FSICA Y QUMICA DEL ACEROAcero en realidad es un trmino que nombra a una familia muy numerosa de alea-ciones metlicas, teniendo como base la aleacin Hierro Carbono. El hierro esun metal, relativamente duro y tenaz, con dimetro atmico d A = 2,48 ( 1amstromg = 10 -10 m), con temperatura de fusin de 1 535C y punto de ebullicin2 740C. Mientras el Carbono es un metaloide, con dimetro mucho ms pequeo(d A = 1,54 ), blando y frgil en la mayora de sus formas alotrpicas (exceptoen la forma de diamante en que su estructura cristalogrfica lo hace el ms duro delos materiales conocidos). Es la diferencia en dimetros atmicos lo que va apermitir al elemento de tomo ms pequeo difundir a travs de la celda del otroelemento de mayor di Cuando una sustancia logra disolverse en otra se tiene una solucin, donde a la primera, que es minoritaria, se le llama soluto y a la segunda, que es mayoritaria,se le llama solvente. Estas sustancias pueden ser slidas, lquidas o gaseosas.Al igual que el carbono, actan otros elementos que devienen en intersticiales.debido a su dimetro atmico menor a 2 , lo que les da mayor posibilidad dedifusin a travs de los intersticios de la estructura cristalina del hierro. Estoselementos son el Nitrgeno (d A = 1,42 ), Hidrgeno (d A = 0,92 ), Boro (d A =1,94 ), Oxgeno (d A = 1,20 ), etc. Va a ser esta posibilidad de difusin intersticialla responsable de una gran cantidad de posibilidades tecnolgicas y variantes depropiedades en el acero, especialmente las vinculadas al endurecimiento, graciasa la solucin slida intersticial de carbono en hierro, y a la formacin de compues-tos intersticiales como carburos y nitruros que aparecen como componentes usual-mente muy duros en los aceros aleados.Por otro lado, otros elementos como el cromo, nquel, titanio, manganeso, vanadio,cobre, etc. con dimetros atmicos cercanos al del hierro (condicin indispensable),formarn soluciones slidas sustitucionales en un intervalo que depender de lasemejanza de estructura cristalina, de la afinidad qumica y de las valencias relati-vas. Estas soluciones sustitucionales son las ms frecuentes y numerosas entre losmetales, especialmente en el acero. . En un metal que est formado por la unin de electrones girando alrededor de unncleo, como es posible que pueda tener tan buena solidez, tenacidad y dureza.Qu fuerzas explican esta cohesin? El enlace metlico es un enlace muy pecu-liar que permite la movilidad de los electrones alrededor de los ncleos generan-do una cohesin entre ellos, gracias a fuerzas de repulsin entre ncleos y entreelectrones, y a fuerzas de atraccin entre ncleos positivos y electrones; y, a lavez, permite un ordenamiento muy regular de los iones (tomos que han perdidoo ganado electrones, segn su valencia) dando lugar a una estructura cristalina. Laestructura cristalina se caracteriza por una distribucin regular de los tomos (yiones) en el espacio. Hay 14 estructuras posibles de cristalizacin, aunque la ma-yor parte de los metales cristalizan en tres tipos de estructuras, dos de ellas cbi-cas y una hexagonal. El enlace metlico es el responsable de la dureza, la resistencia mecnica y la plasticidad que caracterizan a los metales. Es su gran movilidad de los electrones lo que explica tambin el brillo metlico y las conductividades trmica y elctrica.Formas alotrpicas son las diversas formas en que un metal alotrpico puedepresentarse, segn su estructura cristalogrfica. Cuando un metal monocomponenteo monofsico, sin haber variado su composicin qumica, sufre un cambio rever-sible de estructura cristalina, se dice que es alotrpico.Se llama fase a un componente que constituye una entidad diferenciada de lasotras fases, en base a su composicin qumica, a su naturaleza fsica, a su estruc-tura cristalogrfica, a sus propiedades fsicoqumicas, etc.El hierro es un metal alotrpico pues pasa de una estructura b.c.c., conocida comohierro alfa, que existe desde temperatura ambiente hasta los 910 C, a una estruc-tura f.c.c. del hierro gamma, que existe entre los 912 y 1 500C, y luego retorna ala estructura b.c.c., esta vez, del hierro delta, que existe hasta los 1 540C.El enlace metlico es el responsable de la dureza, la resistencia mecnica y laplasticidad que caracterizan a los metales. Es su gran movilidad de los electroneslo que explica tambin el brillo metlico y las conductividades trmica y elctrica.Formas alotrpicas son las diversas formas en que un metal alotrpico puedepresentarse, segn su estructura cristalogrfica. Cuando un metal monocomponenteo monofsico, sin haber variado su composicin qumica, sufre un cambio rever-sible de estructura cristalina, se dice que es alotrpico.Se llama fase a un componente que constituye una entidad diferenciada de lasotras fases, en base a su composicin qumica, a su naturaleza fsica, a su estruc-tura cristalogrfica, a sus propiedades fsicoqumicas, etc.El hierro es un metal alotrpico pues pasa de una estructura b.c.c., conocida comohierro alfa, que existe desde temperatura ambiente hasta los 910 C, a una estruc-tura f.c.c. del hierro gamma, que existe entre los 912 y 1 500C, y luego retorna ala estructura b.c.c., esta vez, del hierro delta, que existe hasta los 1 540C.. Celdas unitarias b.c.c. (estructura cbica de cuerpocentrado) y f.c.c. (estructura cbica de cara centrada), corres-pondientes al hierro alfa y hierro gamma, respectivamente. Sern estas fases del hierro las cuales asimilarn los tomos de carbono principal-mente, pero tambin tomos de otros elementos en menor cantidad, para dar lugara la formidable familia de aleaciones conocida como acero. De tal forma que estasfases tambin estarn presentes en los aceros aunque, lgicamente, presentarncambios de composicin que incluyen a los nuevos elementos presentes.Las propiedades mecnicas en los aceros son influenciadas fuertemente por elcontenido de carbono, ya que determinan cantidades diferentes de uno de los com-ponentes ms duros en el acero, como es la cementita, o de su mezcla eutectoide,la perlita. An en estado de temple (endurecido por enfriamiento rpido), el con-tenido de carbono del acero sigue siendo importante pues una martensita de ma-yor contenido de carbono ser tambin ms dura.A.2MICROESTRUCTURAVeamos un poco ms adentro en la estructura del acero. Un producto de acero,como una barra o una plancha, es un slido que est formado por granos. Almicroscopio son granos los que se observan como microcomponentes del acero.Estos granos pueden ser de alguna de las fases, o mezcla de fases, que estnpresentes en todo acero normal: ferrita, perlita, cementita; por lo que pueden tenerdiferente aspecto.De esta forma un acero al carbono, de un contenido de carbono de 0,20 %, estar formado por una proporcin de 75% de fase ferrita (cuyo contenido de carbono, atemperatura ambiente, no pasa de 0,008 %) y aproximadamente 25 % de perlita(cuyo contenido de carbono es fijo y corresponde a 0,8 %); mientras un acero demayor contenido de carbono (por ejemplo, 0,40 %) tendr mayor proporcin deperlita (aproximadamente 50 % )Los granos, a su vez, estn formados por agregados de cristales. Son estos cristales los que van a determinar en gran medida las propiedades del acero. Como ya ha sido dicho, cada fase tiene diferente estructura cristalina o cristalogrfica, y, por tanto, cada fase posee diferentes propiedades. El acero poseer, en general y proporcionalmente, las propiedades promedio del conjunto. CLASIFICACIN DEL ACEROLos aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleacin ultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas.Aceros al carbonoEl 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carroceras de automvil, estructuras de construccin, pasadores de pelo, etc.Aceros aleadosEstos aceros estn compuestos por una proporcin determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; adems de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.Aceros de baja aleacin ultrarresistentesEs la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son ms baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleacin. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricacin de bagones porque al ser ms resistente, sus paredes son ms delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Adems, al pesar menos, tambin se pueden cargar con un mayor peso. Tambin se emplea para la fabricacin de estructuras de edificios.Aceros inoxidablesEstos aceros contienen cromo, nquel, y otros elementos de aleacin que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidacin. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. Tambin se emplean mucho para tuberas, depsitos de petrleo y productos qumicos por su resistencia a la oxidacin y para la fabricacin de instrumentos quirrgicos o sustitucin de huesos porque resiste a la accin de los fluidos corporales. Adems se usa para la fabricacin de tiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fcil de limpiar.Aceros de herramientasEstos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleacin que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.A.4DIAGRAMA DE FASES DEL ACERO

Bien, ya hemos dicho que los aceros estn compuestos por ciertas fases, las cuales a su vez tienen ciertas caractersticas diferenciadas. La diferente proporcin de estas fases determinar en mucho las propiedades del acero. Tambin se ha dicho que el contenido de carbono y de otros elementos influyen sobre las propiedades del acero, esto quiere decir que estos elementos se metern dentro de estas fases cambiando a su vez sus propiedades. La forma ms simple de visualizar este hecho es a travs de un diagrama de fases en equilibrio hierro-carbono.El diagrama hierro-carbono solo tiene una zona de inters tecnolgico que loconstituye la porcin hierro-carburo de hierro. El carburo de hierro conocido como cementita es un compuesto Fe 3 C con 6,67 % de carbono. Este es un diagrama metaestable, pues para fines prcticos se puede considerar que la cementita es una fase iacuasiestablel_ y tcnicamente representa condiciones de equilibrio tiles para entender las transformaciones que veremos en los aceros.Considerando el contenido de carbono, es prctica comn dividir este diagramaen dos partes: la de las fundiciones (entre aproximadamente 2 y 6,67 % de carbono) y la de los aceros (entre 0 y 2 % de carbono). Vemos, adems varias zonas definidas dentro del diagrama. Tenemos varias soluciones slidas. La solucin slida gamma (derivada de la fase gamma del hierro) se llama austenita y posee una estructura f.c.c. A alta temperatura se tiene la regin de la solucin slida delta (derivada de la fase delta del hierro) con estructura f.c.c. Mientras que a menor temperatura se tiene la regin de la ferrita (derivada de la fase alfa del hierro) tambin con estructura f.c.cLa transformacin ms importante en este diagrama, desde el punto de vista de su utilizacin tcnica, lo constituye la transformacin austentica:Austenita ! Ferrita + CementitaEsta transformacin se verifica a 723C , que es conocida como la temperaturaeutectoide, y su control constituye un poderoso medio de determinar las propiedades mecnicas del acero adecundolas a nuestro uso. El control y aprovechamiento de esta transformacin constituye una buena parte del campo de aplicacin de los tratamientos trmicos.La velocidad de enfriamiento determinar la microestructura final presente en elacero, decidir si la fase presente es de naturaleza metaestable o estable o si es una fase fuera del equilibrio; y por tanto determinar las propiedades mecnicas, fsicas, qumicas, etc. asociadas a las fases presentes.Si esta transformacin se realiza enfriando lentamente se producir la mezclaeutectoide conocida como perlita, formada por finas capas alternadas de cementita y ferrita. Cuanto ms lentamente se realice esta transformacin ms gruesas sern estas capas y mayor ser el tamao de grano del acero (esto sucede en el tratamiento trmico conocido como recocido). Si el enfriamiento es menos lento se tendr una perlita con capas o lamelas ms finas, como sucede en el normalizado.El acero recocido es ms blando que el acero normalizado.Si mediante un enfriamiento acelerado, desde la zona austentica, logramos evitar la transformacin eutectoide tendremos una fase fuera del equilibrio llamado martensita. Este nuevo componente microestructural posee alta dureza aunque con una cierta fragilidad. La martensita es una solucin slida sobresaturada de carbono atrapado en hierro alfa lo que lleva a una estructura tetragonal de cuerpo centrado derivada de la estructura b.c.c. El ejez de la celda cbica es mayor debido a la inclusin de tomos de carbono. Estafuerte alteracin de la red es la responsable de la alta dureza de la martensita ytambin de su aspecto microestructural acicular. TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS ACEROSEl tratamiento termico consiste en una combinacin de operaciones de calentamiento, y enfriamiento, con tiempos determinados, aplicados a un metal o aleacin en el estado solido, en una forma tal que producira las propiedades deseadas , por lo que el calentamiento , con el unico fin de favorecer una deformacin, no se incluye dentro de esta definicin.El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecnicas, o adaptarlas, dndole caractersticas especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecnica, as como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformacinTodos los procedimientos de tratamientos termicos de aceros, incluyen la transformacin o descomposicin de la austenita,por lo que el primer paso en cualquier proceso de tratamiento del acero, ser el calentar el material a alguna temperatura , que como minimo sea la del intervalo critico que lleva a la formacin de la austenita.Los factores fundamentales que influyen en el tratamiento termico, son la temperatura y el tiempo ,tanto es asi que el proceso del tratamiento se caracteriza por la temperatura de calentamiento maxima tmax , que es la temperatura hasta la cual se calienta el material durante el tratamiento , el tiempo que se mantiene a la temperatura de calentamiento, por las velocidades de calentamiento Vcal , y de enfriamiento Venfr , las cuales se toman en su valor medio ponderado en todo el proceso, y este valor se hace extensivo a todo el intervalo de temperaturas deseado. Segn sea esta velocidad de enfriamiento , dara una estructura cristalina diferente, y unas propiedades fsicas y qumicas diferentes, para cada acabado,(segn lo comentado en la parte del diagrama de fases).El tratamiento puede ser simple, complejo ( varios calentamientos y enfriamientos), escalonado, intermitente,etc, pero todos ellos se pueden representar mediante una grafica de la Temperatura frente al Tiempo.Durante los tratamientos termicos, los aceros sufren deformaciones importantes, debidas al desigual y rapido enfriamiento de las diferentes partes de las piezas, asimismo experimentan cambios de volumen , debidos a dilataciones termicas ( al calentarse el acero , este se dilata aumentando su volumen , a medida que se eleva su temperatura, segn su coeficiente de dilatacin termica, que esta del orden de 14 x 10 -6 ) y a modificaciones en la microestructura del acero ( al calentar un acero, la zona critica se contrae , y luego al enfriarse cuando llega aproximadamente sobre los 710-680, se vuelve a dilatar, esto se produce por los cambios de estructura, es decir, a la transformacin de perlita en austenita en el calentamiento, y al contrario en el enfriamiento), debido a estos cambios de volumen, hay que tener cuidado con los tratamientos elegidos, ya que cuando el enfriamiento es lento (recocido), estos cambios ocurren a alta temperatura y los cambios no son importantes, ya que el acero caliente es plastico y admite ciertas deformaciones, pero cuando se templa un acero , la transformacin ocurre a baja temperatura y aparecen en la estructura cristalina , cristales de martensita en vez de perlita, entonces es mas peligroso porque el acero frio no es plastico, y el aumento de volumen suele ser bastante mayor , ademas algunas veces este cambio de volumen solo lo sufren ciertas partes de las piezas, y otras no, con lo que existe un riesgo de rotura mucho mayor.Las variaciones de las propiedades del material , que se producen como consecuencia de los tratamientos termicos , deben de ser permanentes , para poder beneficiarnos constructivamente de estos cambios, ya que si no no tendra ningun sentido.Los tratamientos termicos se pueden clasificar en tres tipos , los cuales tienen ciertas semejanzas, en los tres se calienta el acero a una temperatura ligeramente superior a la critica, y luego , despus de un periodo de permanencia en esta temperatura , suficiente para conseguir el estado austenitico, se enfrian las piezas. La diferencia fundamental entre los tres tratamientos es la velocidad de enfriamiento , que es lo que caracteriza a cada tratamiento, siendo asi que las dos primeras partes (calentamiento y permanencia), se pueden estudiar en comun para los tres tipos , que son:--Recocido (de primer y segundo genero)--Temple--Revenidoen estos tratamientos hay que alcanzar una temperatura ligeramente mas elevada que la critica superior ( excepto el recocido subcritico ) , para conseguir que todo el acero pase al estado austenitico , este exceso de temperatura es de 50 a 70 grados por encima para el normalizado, 40 a 60 grados para el temple, y de 20 a 40 grados para el recocido.Para conseguir que toda la masa del acero este formada por cristales de austenita ,. Hace falta que el acero este a la temperatura de tratamiento cierto tiempo , que dependera de la masa de las piezas , de la temperatura , de la velocidad de calentamiento , de la clase de acero , y del estado inicial y final del material , el tiempo de mantenimiento empieza cuando toda la pieza ( incluyendo la parte del interior ), ha alcanzado la misma temperatura , ya que al rebasar las temperaturas criticas , todo el carbono forma solucion con la austenita , en las cuales unas partes pueden tener mas concentracin de carbono que otras, y este porcentaje tiende a igualarse en toda la masa , proceso este que se puede ver retardado por las fronteras de grano, por impurezas de fosforo y oxigeno etc.Cuando se alcanza la temperatura de austenizacion en los aceros hipoeutectoides tiene que transcurrir un tiempo para que el carbono se difunda en las zonas que antes fueron ferriticas.. El tiempo necesario para tener una estructura de austenita homognea, tambien varia con la mxima temperatura alcanzada y con la forma de la microestructura inicial, cuanto mas alta sea la temperatura, menos tiempo sera necesario para homogeneizar la microestructura.La duracin del calentamiento depende tambin de la clase tratamiento que vayamos a realizar , en los normalizados se usaran permanencias mas cortasEn los recocidos las permanencias seran mas largas , ya que no solo hay que conseguir la formacin del estado austenitico , sino tambin la difusin y homogeneizacin de los constituyentes.En este tiempo de mantenimiento del acero a temperatura elevada , los cristales de austenita se desarrollan y aumentan de tamao , y a mas temperatura y mas duracin , mas se desarrollan y mas gruesos se hacen , y como el tamao de los cristales del acero final dependen del tamao de los cristales de austenita , tendremos un producto final de cristales gruesos , por eso para afinar un acero de granos gruesos , basta con calentarlo a una temperatura lo mas justo por encima de la critica y luego enfriarlo al aire , siendo esto el recocido.--RECOCIDOSe pueden distinguir dos tipos , de primer grado o subcritico , que es el calentamiento de un metal dentro de una misma fase , sin cambio de la misma , y un posterior enfriamiento a una velocidad lenta, con esto se consigue llevar al metal al estado estable , eliminando tensiones residuales y dislocaciones de la red produciendo una recristalizacion y el de segundo genero en el que se produce un cambio de fase. El objetivo del recocido es ablandar el acero y regenerar su estructura , es la primera operacin a realizar en un tratamiento termico ya que subsana defectos de los procesos de fabricacin del acero, como la colada, la forja ,etc. y prepara el metal para las operaciones mecanicas siguientes como el mecanizado ,extrusionado ,etc. Si no hay necesidad de cambiar la distribucin del componente ferritico, y el grano de la estructura inicial no es muy grueso, el calentamiento se producira por debajo de la temperatura critica de fusion, consiguiendo solo una recristalizacion del componente perlitico (recocido de austenizacion incompleta). Normalmente en los aceros hipereutectoides, y algunos hipoeutectoides que se suelen recocer con austenizacion incompleta , no se cumple la condicion de que todo el material este en estado austenitico al comenzar el enfriamiento, con lo que se utilizan temperaturas entre la critica inferior y la superior. En estos casos se produce una estructura globular ( de perlita globular) , ya que es la de distribucin microgrfica mas uniforme, y la que despus del temple da mayor tenacidad , y son mucho mas faciles de mecanizar.Esta tcnica se suele utilizar para los aceros de herramientas,Los recocidos subcriticos ( por debajo de la temperatura critica inferior), se pueden dividir en tres clases , que son :-recocido de ablandamiento: sirve para ablandar el acero rapidamente, calentando el acero a una temperatura lo mas elevada posible , pero siempre inferior a la critica, para dejarlo enfriar al aire .-recocido contra acritud: se realiza a temperaturas mas bajas que las del ablandamiento(550-650) , y se consigue un aumento de la ductilidad de los aceros de bajo contenido en carbono , destruyendo la cristalizacion alargada de la ferrita y se crean cristales poliedricos mas dctiles.-recocido subcritico globular: para conseguir una estructura globular similar a la de la austenizacion incompleta, se somete a los aceros a un calentamiento a temperaturas inferiores , pero proximas a la critica inferior, enfrindose en el horno.En el recocido de segundo genero o de austenizacion completa ,se calienta el material por encima del punto critico superior , y se mantiene caliente hasta lograr una homogenizacin del material, luego producimos un enfriamiento lento para conseguir que el acero quede blando , cuanto mas lento sea el enfriamiento mas blando sera el acero , si se aumenta la velocidad de enfriamiento al atravesar el acero la zona critica , se aumenta la dureza , si esta velocidad sobrepasa la velocidad critica , la austenita comienza a transformarse en otros constituyentes.El acero se puede sacar del horno cuando ya los cristales de austenita se han transformado completamente en perlita blanda , este punto depende de la velocidad de enfriamiento , por ejemplo a una velocidad de 10 grados -hora , el proceso de transformacin ocurre sobre los 700*680 grados , y a 20 grados - hora, la transformacin ocurre a 680-650 gradosTEMPLE:El temple es un tratamiento termico que consiste en enfriar muy rapidamente , la mezcla austenitica homognea , que tenemos despus de calentar el acero ,Con este enfriamiento rapido se consigue un aumento de dureza , ya que el resultado microscopico final es una mezcla martenstica . La temperatura de temple para los aceros hipoeutectoides son de 30-50 grados, por encima de esta temperatura , el grano de austenita crece mucho, obtenindose austenita basta de baja tenacidad . El tiempo de enfriamiento debe de ser rapido pero solo en el intervalo de temperatura de 650-400 grados, que es donde la austenita es menos estable , y es donde se forma la mezcla de ferrita y cementita , por encima de 650 grados la velocidad puede ser mas lenta , pero no tanto que permita la precipitacin de ferrita o la transformacin de austenita en perlita , por debajo de los 400 grados comienza la zona de estabilidad de la austenita , y el enfriamiento puede volver a ser lento, y en el intervalo de 200-300 grados, el enfriamiento debe de ser lento para evitar tensiones termicas resultantes de un enfriamiento rapido.En los aceros hipereutectoides el temple se suele realizar con calentamiento de austenizacin incompleta , en la masa original caliente hay austenita y una cantidad de cementita y carburos aleados, despus del enfriamiento se obtiene martensita y carburos , este proceso produce mejores resultados en la practica industrial.Factores que influyen en el temple de los aceros son la composicin, el tamao de grano , el tamao de las piezas .El estudio de las velocidades criticas del temple debe de hacerse con ayuda de las curvas de la S de enfriamiento continuo , las cuales reflejan la influencia de la composicin sobre la velocidad de enfriamiento , al aumentar el porcentaje de nanganeso y cromo , las curvas se desplazan hacia la derecha y por tanto las velocidades criticas del temple disminuyen.El tamao de grano modifica la situacin y forma de la curva S ,en aceros de la misma composicin , las velocidades del temple de grano grueso son menores que las velocidades de grano fino. El tamao , volumen , y espesor de las piezas tiene gran importancia, ya quesi enfriamos una pieza grande primero se enfria la superficie exterior rapidamente , pero las capas interiores tardan mas , ya que el calor debe de atravesar las capas exteriores y estas capas tienen una conductividad limitada , con lo cual perfiles delgados enfrian antes que gruesos.El medio de enfriamiento tambien influye siendo este proceso por etapas , en la primera el acero al sumergirse en el liquido se forma una capa de vapor , al ser su temperatura muy alta, que rodea el metal , y el enfriamiento se hace por conduccin y radiacin a traves de la capa gaseosa , siendo un enfriamiento muy lento.En la segunda etapa cuando desciende la temperatura de superficie del metal , la pelcula de vapor va desapareciendo , pero el liquido hierve alrededor de las piezas y se forman burbujas que transportan el vapor por conduccin. En la tercera etapa el enfriamiento lo hace el liquido por conduccin y conveccion , cuando la diferencia de temperatura del liquido y la pieza es pequea., con lo que el liquido influye en la velocidad segn su temperatura de ebullicin, su conductividad termica , su viscosidad , su calor especifico y su calor de vaporizacin.La templabilidad de un acero es una propiedad que determina la profundidad y distribucin de la dureza alcanzada al producirse un enfriamiento desde la zona austentinica . La templabilidad del hierro aumenta si se aaden aleantes , con lo que a mas carbono mas templabilidad , sin embargo tambien aumenta el volumen , con lo que el enfriamiento de la pieza no es homogneo , y enfria antes en el exterior que en el ncleo , el cual no se podra dilatar al enfriarse por la compresin ejercida por la pieza ya enfriada , creandose unas tensiones de compresin en el interior y de traccin en la superficie que pueden llegar a romperla, con lo que hay que bajar el contenido en carbono , pero a su vez la templeabilidad baja , con lo que se crea una contradiccin.Se considera que el temple de un acero es aceptable cuando la microestructura esta formada por lo menos con un 50% de martensita , pero para conseguir las mejores caractersticas mecanicas en el producto final el porcentaje de martensita debe de estar entre el 50 y el 90 %.Existen muchos ensayos para determinar la templabilidad , pero el mas utilizado es el ensayo Jominy , cuyos resultados se expresan como una curva de dureza frente a la distancia desde el extremo templado. Del estudio de estas curvas se puede observar que la mxima dureza que se consigue en el temple del acero es funcin del contenido en carbono , que la presencia de elementosDe aleacin en los aceros permite obtener durezas elevadas aun a bajas velocidades de enfriamiento , que pequeas cantidades de elementos aleados convenientemente seleccionados , ejercen mas influencia en la templabilidad que un gran porcentaje de un solo elemento.Si se realiza un temple mal , nos podemos encontrar con defectos en la pieza como una dureza insuficiente para nuestros propsitos , que se hayan formados puntos blandos , piezas con mucha fragilidad , descarburacin , grietas etc.La dureza escasa y la formacin de puntos blandos se explican por la falta de calentamiento ,por no haber alcanzado la temperatura necesaria, o por no haber permanecido el suficiente tiempo en ella , la fragilidad excesiva es por un temple a temperaturas altas, etc. por lo cual hay que extremar los cuidados a la hora de iniciar un proceso de temple , y realizarlo correctamente, ya que son muchos los factores que pueden echar a perder las piezas , y que no sean validas para nuestros propsitos.Existe un proceso llamado temple superficial que se usa para endurecer superficialmente ciertas piezas de acero conservando la tenacidad de su ncleo, el proceso consiste en calentar las capas superficiales a una temperatura superior a los puntos criticos y enfriar rapidamente siguiendo la seccion de la pieza , como las diferentes capas interiores de la pieza se han calentado a diferentes temperaturas , se ha producido en la pieza diferentes temples, en la superficie el temple sera completo , en el interior , incompleto , y en el centro inexistente.Hay diferentes metodos como el de calentamiento por llama oxiacetilenica , recomendado para piezas que por su forma o tamao , no se pueden aplicar otros metodos ,la ventaja de este metodo es que se pueden templar incluso partes de una pieza , el metodo de induccin , que usa el flujo magnetico creado por una corriente alterna de alta frecuencia que pasa por un inductor , la caracterstica mas importante de este metodo es que para cada forma de pieza Se le colocan unas espiras de una forma determinada , es el metodo mas empleado ya que no se quema el carbono , no se produce oxidacin , y no se forma cascarilla , el inconveniente principal es que no se puede utilizar para piezas unicas , ya que hay que crear un inductor especifico para cada forma.REVENIDODespus del temple , los aceros suelen quedar demasiado duros y fragiles para los usos a los que estan destinados . Esto se corrige con el proceso del revenido , este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura mas baja que su temperatura critica inferior, enfrindolo luego al aire , en aceite o en agua , con esto no se eliminan los efectos del temple , solo se modifican , se consigue disminuir la dureza , resistencia , y las tensiones internas , y se aumenta la tenacidad . El acero , despus del temple , esta compuesto por cristales de martensita , si se vuelve a calentar a diferentes temperaturas, entre Temp. Ambiente y 700 y despus se enfria al aire , la resistencia a la traccin disminuye a medida que la Temp.. del revenido aumenta , y al mismo tiempo aumenta la ductilidad y la tenacidad , la resistencia al choque o resiliencia , que es baja cuando el revenido se hace a Temp.. inferiores a 450 , aumenta cuando se hace a Temp.. mas elevadas. En ciertos aceros en los que despus del temple queda austenita residual , se presenta un aumento de dureza , cuando el revenido se hace entre 350 y 550 , transformndose la austenita en otros constituyentes. Los aceros despus del revenido , por lo general se contraenEstas variaciones de propiedades que suceden en el revenido , se deben a los cambios microestructurales , que consisiten en la descomposicin de la martensita que se habia obtenido en el temple y que se transforma en otros constituyentes mas estables . La estructura obtenida en un revenido a 200-250 es de martensita de red cbica , a 400 se observa un oscurecimiento fuerte ,al aumentar a 600-650 se desarrolla la coalescencia de la cementita. Con ayuda del telescopio electrnico se ha podido llegar a la conclusin que el revenido se hace en tres etapas:-La primera etapa se realiza a bajas temperaturas , menores de 300 , y se precipita carburo de hierro epsilon y el porcentaje de carbono en la martensita baja a 0.25% , el carburode hierro cristaliza en el sistema hexagonal , en los limites de los subgranos de la austenita , y la martensita cambia su red tetragonal a rec cubica-En la segunda etapa , solo se presenta cuando hay austenita retenida en la microestructura del acero , la cual se transforma en bainita , que al ser calentada a altas temperaturas tambin precipita en carburo de hierro , con formacin final de cementita y ferrita.-en la tercera etapa, el carburo de hierro que aparecio en la primera etapa, se transforma en cementita , cuando sube la Temp.. se forma un precipitado de cementita en los limites y en el interior de las agujas de martensita , la cual al aumentar la Temp.. se redisuelve la del interior y se engruesa la del exterior, al subir mas la Temp.. se rompe la cementita exterior , y a 600 la matriz queda constituida por ferrita . al final la martensita se ha transformado en cementita y ferrita.En los revenidos la martensita obtenida al temple, va perdiendo carbono que aparece en forma de carburo epsilon , y cementita.Cuando despus del temple aparece austenita residual , los cambios microestructurales cuando empieza a calentar , son iguales a los anteriores , pero a 225 comienza la descomposicin de la austenita hasta los 400 , producindose un oscurecimiento de la estructura. Cuanto mas baja sea la temperatura del temple , la austenita residual sera menos refractaria , y a mas Temp.. del temple ser mas difcil conseguir la transformacin isotermica de la austenita . Esta austenita sufre una precipitacin de carburos complejos de alta aleacin , y disminuye el contenido en carbono , despus de esta precipitacin y al enfriar , se transforma en bainita.En el caso de herramientas fabricadas con aceros rapidos , se mejoran dando un doble revenido , con el que se eliminan las tensiones residuales y se evita la fragilidad excesiva. En el primer revenido se transforma la martensita tetragonal en revenida , precipitando carburos aleados , disminuyendo la concentracin de austenita acondicionamiento de la austenita , que al enfriar se convierte en bainita con caractersticas parecidas a la martensita , en el segundo revenido se calienta a 550 , con lo que se evita que quede martensita sin revenir.En algunas clases de aceros , el revenido entre 250-400 , se presenta una disminucin de la tenacidad , que se produce en la tercera fase del revenido , cuando la cementita envuelve las agujas de martensita , la fragilidad aumenta cuanto mayor es la red de cementita , y a temperaturas mayores esta red desaparece , y aumenta la fragilidad.Existe otra fragilidad llamada de Krupp , que se presenta en los revenidos de los aceros cromo-niqueles , y se presenta cuando despus del temple , el acero permanece mucho tiempo en el intervalo de 450-550 , esta fragilidad no va acompaada de cambios de dureza, volumen, ni cambios significativos en la estructura , esta fragilidad aparece en los aceros sensibles a este fenmeno independientemente de la velocidad de enfriamiento , para evitar este fenmeno se enfria rapidamente para evitar estar mucho tiempo en este intervalo de temperaturas.Para valorar la importancia de esta fragilidad se utiliza el coeficiente de susceptibilidad S = resiliencia de enfriamiento muy rapido / resiliencia de enfriamiento lento.Los factores que influyen en la fragilidad del revenido , son la velocidad de enfriamiento ( como hemos comentado antes) , el tiempo de permanencia en el intervalo de temperatura critica y la duracin del revenido a Temp.. superiores a la zona de fragilidad.NORMALIZADOEl normalizado se lleva a cabo al calentar a unos 35 por encima de la Temp.. critica superior, se mantiene un tiempo , y luego se enfria en aire esttico hasta la Temp.. ambiente , con esto se consigue un acero mas duro y resistente que el que se obtiene con un enfriamiento mas lento , en un horno despus de un recocido . Este tratamiento se utiliza tanto para piezas fundidas, forjadas o mecanizadas , y sirve para afinar la estructura y eliminar las tensiones que suelen aparecer en la solidificacin , forja etc. . La velocidad de enfriamiento es mas lenta que en el temple y mas rapida que el recocido , es un tratamiento tipico de los aceros al carbono de construccin de 0.15 a 0.40 % de carbono , y las temperaturas normales del normalizado varia segn el porcentaje en carbono , que va desde 840 a 935 , segn la composicin sea desde 0.50 a 0.10 % de carbono.Debido al incremento de velocidad de enfriamiento , hay menos tiempo para la formacin de ferrita proeutectoide en los aceros hipoeutectoides y menos cementita proeutectoide en los aceros hipereutectoides en comparacin de los recocidos. En los aceros hipereutectoides el normalizado reduce la continuidad de la red de cementita y en algunos casos la elimina , con lo que a mas velocidad de enfriamiento mas fina sera la perlita resultante.Hay otros mtodos de tratamiento trmico para endurecer el acero. CementacinLas superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrgeno.CarburizacinLa pieza se calienta mantenindola rodeada de carbn vegetal, coque o gases de carbono.CianurizacinSe introduce el metal en un bao de sales de cianuro, logrando as que endurezca.NitrurizacinSe emplea para endurecer aceros de composicin especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso.CONCLUSIONES .El acero es un material indispensable en la civilizacin actual , la mayor parte de la industria siderurgica actual esta basada en la fabricacin y transformacin del acero.1. Tambin hemos visto el proceso que se necesita para logra conseguir el acero y las complicaciones que tiene este proceso que es muy complejo.1. Por ejemplo hemos aprendido los diferentes tipos de acabados que se le pueden dar al acero y como se hacen o se logran estos acabados.1. La fabricacin del acero comenz por accidente ya que los expertos en la materia intentando fabricar hierro calentaron excesivamente la masa y la enfriaron muy rpido obteniendo la aleacin del acero en lugar de hierro. Los sistemas de obtencin del acero son muy variados dependiendo de la cantidad del acero a obtener.1. La variedad de aceros es muy extensa dependiendo del mtodo de fabricacin y la cantidad de carbono que contenga.1. Algunos tipos de acero pueden volverse a fundir de forma que contaminan menos al ser reciclados y vueltos a utilizar. BIBLIOGRAFIALas referencias bibliogrficas relativas a los temas tratados en este trabajo son las indicadas a continuacin:Enciclopedia Encarta multimediaEnciclopedia Larousse Introduccin al conocimiento de los materiales Segundo Barroso HerreroTratamientos Termicos de los Aceros Jose Apraiz Barreiro Endurecimiento , revenido y tratamiento termicoTubal Cain biblioteca practica del tallerInternet direcciones varias.OBJETIVOSLos objetivos pretendidos con este trabajo son el de realizar un trabajo el cual sea lo mas general , completo y compacto posible , que por si mismo se pueda entender , incluso para alguien que no sepa nada de aceros , que se necesiten las minimas consultas externas , y que por si mismo tenga un desarrollo coherente y adecuado para su estudio.Que al acbar su lectura se tenga una nocin completa y general del acero y de los tratamientos termicos de los mismos. RECOCIDO DEL ACERO.Todo metal que haya sido previamente trabajado en fro, sean por medio de los mecanismos de deformacin plstica por deslizamiento y por maclaje logra alterar las propiedades mecnicas de este metal. El resultado del trabajo en fro es deformar los granos dentro del metal adicionando imperfecciones a los cristales que servirn de anclaje evitando el movimiento interplanar con el consiguiente aumento de las propiedades de Dureza, la resistencia a la Tensin y la resistencia elctrica; y, por el contrario, disminuyo la ductilidad.Se puede entender el recocido como el calentamiento del acero por encima de las temperaturas de transformacin a la fase austentica seguida de un enfriamiento lento. El resultado de este lento enfriamiento es el de obtener un equilibrio estructural y de fase en los granos del metal.Dependiendo del porcentaje de carbono; luego del recocido se pueden obtener diversas estructuras tales como Ferrita+Cementita en los aceros Hipoeutectoides; Perlita en los aceros Eutectoide; y Perlita+Cementita en los aceros Hipereutectoides.El fin ultimo del recocido del acero tiene baja dureza y resistencia.El recocido total es el proceso mediante el cual la estructura distorsionada en fro retorna a una red cuyo estado se halla libre de tensiones por medio de la aplicacin de calor. Este proceso se efecta totalmente en estado solido y puede dividirse en las tres etapas siguientes: Recuperacin, Recristalizacin y Crecimiento del Grano.RECUPERACINLa deformacin plstica que ha sufrido un metal provoco la operacin de esfuerzos internos que distorciona la red cristalina incrementando la dureza y disminuyendo la ductilidad del metal.Si llevamos la muestra de metal a una temperatura superior a la ambiental pero por debajo de la temperatura de austenizacin; las propiedades mecnicas de este no variaran en gran medida lo que es cnsono con la mnima variacin de la microestructura del metal.Siendo el nico efecto apreciable el del alivio de los esfuerzos internos productos de la deformacin plstica.Cuando calentamos el metal las dislocaciones se mueven y reagrupan mientras que los esfuerzos residuales se reducen. Durante esta etapa aumenta relativamente la conductividad elctrica del metal tratado.RECRISTALIZACIONSi el calentamiento continua, el grano original donde estn presente las dislocaciones dar lugar a granos de menor tamao que estarn libres de imperfecciones y de esfuerzos residuales. Estos nuevos granos no presenta la forma alargada de los granos originales sino que son mas uniformes en sus dimensiones.Esta parte del proceso tiene como fin ultimo el refinar el tamao del grano, eliminando las tensiones internas y disminuyendo la heterogeneidad estructural, el recocido contribuye a mejorar las propiedades de plasticidad y viscosidad en comparacin con las obtenidas despus de fundido forjado o laminado.El proceso de Recristalizacin requiere elevar la temperatura por debajo del cual no se dar el proceso de recristalizacin, mas esta temperatura no es un valor definido sino una temperatura aproximada que recibe el nombre de Temperatura de Recristalizacin definida como "La temperatura aproximada a la que un material altamente trabajado en fro se recristaliza por completo en una hora".La Temperatura de Recristalizacin depende de diversos factores pero entre los principales tenemos:1. La severidad de la deformacin plstica.2. El tamao del grano original deformado plsticamente.3. La temperatura a la cual ocurre la deformacin plstica.4. El tiempo en el cual el metal deformado plsticamente es calentado para obtener la temperatura de Recristalizacin.5. La presencia de elementos disueltos en el metal.Obsrvese que a mayor cantidad de deformacin previa, menor ser la temperatura necesaria para iniciar el proceso de la Recristalizacin debido a la mayor distorsin y a la mayor cantidad de energa interna disponible.Si aumentamos el tiempo de recocido lograremos disminuir la temperatura de Recristalizacin.Si la intensidad del trabajo en fro es similar en dos muestras; aquella que presente el granos mas fino introducir un mayor endurecimiento por deformacin en el metal y por lo tanto, menor ser la temperatura de Recristalizacin que en aquella de grano mayor.Si la deformacin en fro ocurre a una temperatura menor en una muestra que en otra, mayor ser el grado de deformaciones introducidas disminuyendo efectivamente la temperatura de Recristalizacin para cierto tiempo de recocido que en la otra muestra.CRECIMIENTO DE GRANOEl crecimiento del grano ocurre debido al proceso de coagulacin y reorientacin del los granos adjuntos y esto es funcin de el tiempo y la temperatura.Conforme la temperatura aumenta, la rigidez de la red disminuye produciendo un incremento en la rapidez de crecimiento del grano.Los granos grandes tienen menor energa libre que los de tamao menor. Esto esta asociado con la menor cantidad de rea de frontera de grano y esta relacionada con la fuerza que impulsa el crecimiento del grano.Dicho lo anterior; el tamao final del grano estar determinado por los parmetros de la energa libre del grano y el grado de rigidez de la red cristalina.Por tanto, la nucleacin y el posterior crecimiento del grano comprendidos en el proceso de recocido sern los factores a controlar para la obtencin de propiedades ultimas acorde con las necesidades. Si se favorece una nucleacin rpida y un crecimiento lento se obtendr como resultado un material de grano fino con el incremento en la tenacidad o resistencia al impacto con el aumento en la dureza; en cambio, si la nucleacin es lenta y el crecimiento del grano es rpido en tamao del grano ser grueso con el resultado de que el metal disminuye su tenacidad y su maquinabilidad y en cambio aumenta su ductilidad.RECOCIDO TOTALEl recocido Total es el proceso consistente en calentar el acero a cierta temperatura y luego enfriar lentamente a lo largo del intervalo de transformacin, preferentemente en el horno o en cualquier material que sea buen aislante al calor.El propsito del recocido es el de refinar el tamao del grano, proporcionar suavidad, mejorar las propiedades elctricas y magnticas y mejorar el maquinado.Dentro del Recocido Total, el acero es calentado aproximadamente a 100 F por encima de la temperatura critica manteniendo el metal por un prolongado perodo de tiempo. Luego, la muestra es enfriada a temperatura ambiente en un enfriamiento muy lento.El calentamiento desde la temperatura ambiente hasta antes de llegar a la temperatura critica no ocurrir cambios en el tamao de los granos; pero al cruzarse la lnea critica hasta por encima de 50 F provocara que las reas de perlita se transformen en pequeos granos de austenita por medio de la reaccin eutectoide, mas los granos de ferrita iniciales permanecern invariables.Si el acero es hipoeutectoide o hipoeutectoide la temperatura recomendada para en Recocido Total ser de 50F por encima de la temperatura critica de la aleacin.Si se realiza el enfriamiento desde este punto, no se lograra refinar el tamao del grano. Si se continua el calentamiento hasta llegar a la regia Austenstica se lograra que los granos de Ferrita se transformen en pequeos granos de Austenita de forma tal que toda la estructura presentada ser de pequeos granos austensticos.Llevando luego este metal por medio de un enfriamiento apropiado se observara que la microestructura se encuentra presente pequeos granos de Ferrita Proeutectoide y pequeas reas de Perlita Laminar Gruesa; hablando siempre de los aceros hipoeutectoides.Para los aceros hipereutectoides la microestructura durante el proceso se describe como gruesos granos austenisticos durante el calentamiento que dar lugar a la formacin final de grandes reas de formacin Perltica gruesas de tipo Laminar. Pero los espacios entre los limites de granos estarn ocupados por una red de Cementita Proeutectoide.La presencia de esta red de Cementita debilita al acero ya que esta red es un plano de fragilidad por tanto el Recocido Total en los aceros hipereutectoide no puede tomarse como el tratamiento final para este tipo de acero; para mejorar la maquinabilidad de este tipo de acero se debe realizar el siguiente Tratamiento Trmico: La Esferoidizacin.ESFEROIDIZACION.Cuando un acero hipereutectoide es tratado por medio del Recocido Total, el porcentaje de Carbono que posee favorece la formacin de una red Cementtica entre los limites de granos debido a la segregacin que producir en el acero una maquinabilidad deficiente y un aumento de la dureza.El Recocido de Esferoidizacin tendr por finalidad mejorar la maquinabilidad del acero y la forma en que lo hace es destruyendo la red de cementita en pequeos fragmentos; este proceso favorecer la formacin de Carburo Esferoidal o globular en una matriz Ferrtica. La forma esferoidal adquirida se debe a que es la forma geomtrica que menor energa libre posee en relacin a su entorno.Existen tres mtodos utilizados para la Esferoidizacin de los aceros hipereutectoides dentro de la industria metalrgica que son los siguientes: Mantener durante un tiempo prolongado a una temperatura justamente por debajo de la lnea critica inferior. Calentar y enfriar alternadamente entre las temperaturas que estn justamente por encima o por debajo de la lnea criticainferior. Calentar a una temperatura o por encima de la lnea enfriar muy lentamente en horno o mantener a una temperatura justo por debajo de la lnea critica inferior.Por el contrario si se eleva mucho la temperatura por encima de la temperatura critica inferior no solo se despedazara la red cementtica sino tambin la estructura Perltica obtenida por el Recocido Total realizado anteriormente.Este tratamiento Trmico puede conciderarce con el tratamiento final para los aceros hipereutectoides si es deseada una estructura con mnima dureza, mxima ductilidad o una mayor maquinabilidad.RECOCIDO DE PROCESO.El Recocido de Proceso es aquel utilizado en la produccin de alambres y laminas de acero. En este proceso, el acero aleado es calentado igual que en el Recocido Total pero su enfriamiento es relativamente mas rpido que en el Recocido Total. La temperatura de Recocido esta entre 1000 a 1250 F.Este proceso se aplica despus del trabajado en fro y suaviza el acero, mediante la recristalizacin, acelerando el proceso.A esta temperatura se realiza la descomposicin Austentica, despus de lo cual se realiza el enfriamiento. La ventaja de este Recocido consiste en la disminucin de la duracin del tiempo del proceso, sobre todo para los aceros aleados, que son enfriados lentamente con el objeto de disminuir la dureza a los valores requeridos.Otra ventaja obtenida es una estructura mas homognea, puesto que con las exposicin al calor, se equilibra toda la seccin y la transformacin en todo el volumen del acero transcurrir con igual grado de sobreenfriamiento.RECOCIDO PARA LA ELIMINACION DE LOS ESFUERZOS.Este Recocido se diferencia del Recocido Total ya que el acero es calentado hasta una temperatura mas baja (un poco mas alta que la lnea de temperatura eutectoide).Para los aceros hipoeutectoides el recocido incompleto, como tambin se llama este proceso, se utiliza para la eliminacin de los esfuerzos internos y mejorar la facilidad de elaboracin por corte.Este proceso solo produce la recristalizacin parcial del acero a cuenta de la transformacin Perlita _ Austenita. La Ferrita en exceso solo parcialmente pasa a la solucin solida y no se somete totalmente a la recristalizacin.Este proceso facilita el tratamiento mecnico en caliente de aquellos acero hipoeutectoides que no formaron un grano basto dentro de la estructura.MATERIALES UTILIZADOS Barras de acero 3135, 1030.1. Segueta1. Horno Termolyne 480001. Mquina Estampadora1. Baquelita1. Lijas1. Mquinas Lijadoras1. Microscopio1. Nital al 3%1. Durometro Rockwell System, modelo 300 DTR, serie N 139ANLISISEn esta seccin presentaremos inicialmente los datos recopilados de las durezas de todas las muestras, antes y despus de el tratamiento trmico de recocido, y luego haremos algunas comparaciones entre ellas para verificar los efectos y beneficios de este tipo de tratamiento trmico.ACERO 3135Tabla #1 Mediciones de Dureza Rockwell para 45 minutosMuestra #1Promedio

Antes1925.52924.5

Despus13121112

Tabla #2 Mediciones de Dureza Rockwell para 25 minutosMuestra #2Promedio

Antes7464.566.568.3

Despus1615.51013.83

Tabla #3 Mediciones de Dureza RockwellMuestra #3Promedio

Antes1826.528.524.33

Despus

TermoquimicosTratamientos termoqumicosNuestro amigo de la historia inicial se planteaba por qu la estructura metlica del puente apenas estaba oxidada. Nosotros, despus de ver este punto, podemos pensar que quizs el acero del puente haba recibido algn tratamiento termoqumico.

Entenderemos por tratamientos termoqumicos aquellos en los que, adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicin qumica de su capa superficial, aadiendo distintos productos qumicos hasta una profundidad determinada.

Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmsferas especiales. Los objetivos que se persiguen mediante estos procesos son variados pero entre ellos podemos destacar: Mejorar la dureza superficial de las piezas, dejando el ncleo ms blando y tenaz. Aumentar la resistencia al desgaste debido al rozamiento aumentando el poder lubrificante. Aumentar la resistencia a la fatiga y/o la corrosin. sin modificar otras propiedades esenciales tales como ductilidad.Se aplican sobre herramientas de arranque de viruta, camisas de pistones,..

Imagen 15 . Wikipedia. CreativeCommons.

Los tratamientos ms importantes son:

Imagen 16. Elaboracin propia.

Cementacin (C): Consite en incrementar la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentracin de carbono en su superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmsfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste, buena tenacidad en el ncleo y aumento de la resiliencia. Se realiza con piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste. Nitruracin (N): En este caso se incorpora nitrgeno a la composicin superficial de la pieza. Al igual que la cementacin este mtodo tambin aumenta la dureza superficial del acero, aunque lo hace en mayor medida. Los aceros tratados por este procedimiento adquieren una alta resistencia a la corrosin. La tcnica de nitruracin se basa en calentar el acero a temperaturas comprendidas entre los 400 y los 525 C, dentro de una corriente de gas amoniaco, ms nitrgeno.

Imagen 17. Elaboracin propia.

Cianuracin (C+N): Este proceso permite el endurecimiento superficial de pequeas piezas de acero. Utiliza baos con cianuro, carbonato y cianato sdico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950C. Es una mezcla de cementacin y nitruracin. Carbonitruracin (C+N): Al igual que la cianuracin, introduce carbono y nitrgeno en una capa superficial, sin embargo estos elementos estan en forma de hidrocarburos como metano, etano o propano; amoniaco (NH3) y monxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 C. Es necesario realizar un temple y un revenido posterior. Sulfinizacin (S+N+C): En este proceso se incrementa la resistencia al desgaste obtenida en los procesos de cianuracin y carbonitruracin mediante la accin del azufre. El azufre se incorpora al metal por calentamiento a baja temperatura (565 C) en un bao de sales. Se aumenta la resistencia al desgaste, favorece la lubricacin y disminuye el coeficiente de rozamiento. Tratamientos Termoqumicos del Acero. Tratamientos termoqumicos del acero. Los tratamientos termoqumicos son tratamientos trmicos en los que, adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicin qumica de la capa superficial, aadiendo diferentes productos qumicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmsferas especiales. Entre los objetivos ms comunes de estos tratamientos est aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el ncleo ms blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a la fatiga o aumentar la resistencia a la corrosin. Cementacin(C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentracin de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmsfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el ncleo. La cementacin puede hacerse por dos vas: 1. Cementacin en medio slido. 2. Cementacin gaseosa. Cementacin en medio slido. Para la cementacin en medio slido, las piezas limpias y libres de xidos se colocan en la mezcla de cementacin, dentro de cajas de chapas de acero soldadas y selladas. Estas cajas se cargan luego al horno de cementacin, y se mantienen ah durante varias horas a una temperatura entre 900 y 950C hasta obtener la profundidad de la capa de difusin deseada. Como mezcla de cementacin se puede utilizar la de 70-80 % de carbn vegetal finamente pulverizado, con 20-30 % de alguno de los siguientes carbonatos: carbonato de baro (BaCO3); carbonato de sodio (Na2CO3) carbonato de potasio (K2CO3) que actan como catalizador y que contribuyen al desprendimiento del carbono en estado elemental, necesario para la cementacin. Para el sellaje de la tapa de la caja de cementacin puede utilizarse una masilla hecha con arena de fundicin mezclada con silicato de sodio (vidrio soluble). Cementacin gaseosa. La cementacin gaseosa necesita de un equipo especial mas complicado y se aplica a la produccin en masa de piezas cementadas. Esta cementacin tiene ventajas considerables con respecto a la cementacin en medio slido; el proceso es dos o tres veces mas rpido, la tecnologa es menos perjudicial a la salud, y las propiedades del ncleo sin cementar resultan mejores debido al menor crecimiento del grano. El proceso se realiza en hornos especiales, en cuyo interior se inyecta como gas cementante algn hidrocarburo saturado tales como metano, butano, propano y otros. Al calentar a unos 900-970oC se desprende el carbono elemental que cementa el acero. Por ejemplo al calentar metano. CH4 --> C + 2H2 Nitruracin(N): al igual que la cementacin, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrgeno en la composicin de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 500 y 700 C, dentro de una corriente de gas amonaco, ms nitrgeno. Existen dos procedimientos para la nitruracin: la nitruracin en horno y la nitruracin inica. Para la nitruracin en horno se coloca la pieza dentro del horno, dentro del cual se hace circular amonaco y posteriormente se calienta a temperaturas de aproximadamente 500C, lo que provoca que el amonaco se descomponga en nitrgeno e hidrgeno; el hidrgeno, se separa del nitrgeno por diferencia de densidad, y el nitrgeno, al entrar en contacto con la superficie de la pieza, forma un recubrimiento de nitruro de hierro. En el caso de la nitruracin inica, las molculas de amonaco se rompen mediante la aplicacin de un campo elctrico. Esto se logra sometiendo al amonaco a una diferencia de potencial de entre 300 y 1000 V. Los iones de nitrgeno se dirigen hacia el ctodo (que consiste en la pieza a tratar) y reaccionan para formar el nitruro de hierro, Fe2N. Si bien este tratamiento da gran dureza superficial a la pieza, la velocidad de penetracin es muy lenta, aproximadamente 1 mm en 100 horas de tratamiento, pero no necesita de temple posterior. Las partes de la pieza que no se deseen nitrurar se deben cubrir con un bao de estao-plomo al 50%. Cianuracin (C+N): es un tratamiento termoqumico que se da a los aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando un bao de cianuro fundido, la cianuracin se puede considerar como un tratamiento intermedio entre la cementacin y la nitruracin ya que el endurecimiento se consigue por la accin combinada del carbono y el nitrgeno a una temperatura determinada. La cianuracin se efecta a una temperatura justamente por encima de la crtica del corazn de la pieza, se introduce la pieza en una solucin que generalmente consta de cianuro de sodio con cloruro de sodio y carbonato de sodio, el enfriamiento se da directamente por inmersin al salir del bao de cianuro con esto se obtiene una profundidad de superficie templada uniforme de unos 0.25 mm en un tiempo de una hora. Carbonitruracin (C+N): al igual que la cianuracin, introduce carbono y nitrgeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amonaco (NH3) y monxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior. Sulfinizacin (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por accin del azufre. El azufre se incorpor al metal por calentamiento a baja temperatura (565 C) en un bao de sales. 4. Recocido Todos los tipos de realizacin del tratamiento trmico, que tienen como consecuencia un refrigeramiento lento generalmente luego de calentar la pieza de trabajo a una temperatura determinada, se denominan como recocido. Como el calentamiento se debe realizar lentamente, uniformemente y enrgicamente, se prefieren especialmente hornos como fuente trmica, que tengan dispositivos de medicin de la temperatura. Si no existe ninguna posibilidad de medir la temperatura exactamente, se debe valorar entonces de forma aproximada basndose en la coloracin del material durante el calentamiento: Valores aproximados de coloracin para aceros sin aleacin, ricos en carbono: Color de recocido TemperaturaC TemperaturaK

carmelito ennegrecido 520 ... 580 793 ... 853

rojo carmelito 580 ... 650 853 ... 923

rojo oscuro 650 ... 750 923 ... 1023

rojo cereza oscuro 750 ... 780 1023 ... 1053

rojo cereza 780 ... 800 1053 ... 1073

rojo cereza claro 800 ... 830 1073 ... 1103

rojo claro 830 ... 880 1103 ... 1153

rojo amarillo 880 ... 1050 1153 ... 1323

amarillo oscuro 1050 ... 1150 1323 ... 1423

amarillo claro 1150 ... 1250 1423 ... 1523

blanco 1250 ... 1350 1523 ... 1623

El reconocimiento de la diferencia de coloraciones requiere un medio ambiente oscurecido y gran experiencia para valorar aproximadamente! Esta sinopsis no puede ser empleada para aceros aleados! 4.1. Principio y tipos de los procedimientos de recocido El recocido se realiza en tres etapas de trabajo: 1. Calentamiento del material a la temperatura de recocido2. Mantenimiento de la temperatura sobre un tiempo determinado3. refrigeramiento lento del material Las piezas de trabajo deben ser preparadas limpiamente, herrumbe y oxido deben ser retirados antes del recocido! De acuerdo a las propiedades exigidas del material se emplean diferentes procedimientos de recocido. Recocido de sobre tensin: Atravs del refrigeramiento diferente de acero fundido o laminado o por medio de la deformacin en frio se presentan tensiones en el material, las cuales tienen como consecuencia una deformacin de la pieza de trabajo. Estas tensiones pueden ser eliminadas en gran parte atravs del recocido. Procedimiento: 1. Calentamiento a una temperatura entre 550 C y 650 C. 2. Mantenimiento de la temperatura entre 30 y 120 minutos de acuerdo al espesor de la pieza de trabajo. 3. Refrigeramiento lento y uniforme en ceniza caliente o en el horno. Figura 17 Diagrama del tiempo y la temperatura del recocido de poca tensin 1 calentamiento, 2 suspensin, 3 refrigeramiento, I temperatura, II tiempo Recocido de ablandamiento: Materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9 %) se dejan trabajar de mala manera para el arranque de virutas o no se dejan deformar bien en frio. Con el fin de poder trabajar estos materiales mas fcilmente, se les hace un recocido de ablandamiento. Procedimiento: 1. Calentamiento a una temperatura entre 650 C y 750 C; tambin es posible un funcionamiento pendulante alterno de calentamiento y refrigeramiento mnimo a 723 C. 2. Mantenimiento del intervalo de temperatura entre 3 y 4 horas de acuerdo al tipo de material y del espesor del material. 3. Refrigeramiento lento. Figura 18 Diagrama de tiempo y temperatura del recocido de ablandamiento 1 calentamiento, 2 suspensin (pendulamiento), 3 refrigeramiento lento, I temperatura, II tiempo Recocido normal: Atravs de la deformacin en caliente o en frio para el enderezamiento, doblaje, martilleo y fundicin, as como en los alrededores de los cordones de soldadura se deforma la estructura del material y se refuerza parcialmente. Las propiedades de trabajo de piezas sometidas a gran esfuerzo y partes constructivas de la construccin de maquinas se hacen inapropiadas con esto. Atravs del recocido normal se compensan las irregularidades en la estructura y se alcanza una estructura de granulado fino. Procedimiento: 1. Calentamiento a temperaturas entre 750 C y 980 C conforme al contenido de carbono del material. 2. Mantenimiento de la temperatura conforme al espesor del material. 3. Refrigeramiento lento al aire. Figura 19 Diagrama de tiempo y temperatura del recocido normal 1 calentamiento, 2 suspencin, 3 refrigeramiento lento, I temperatura, II tiempo 4.2. Indicaciones de trabajo - Para un contenido de carbono elevado se eligen temperaturas bajas dentro del intervalo! - El tiempo de mantenimiento para piezas de trabajo masivas es de acuerdo a la regla: 20 minutos mas la mitad del espesor del material - ajustado. Ejemplo para el calculo del tiempo de sujecin: Se debe recocer una pieza con 60 mm de espesor. Regla: tiempo de sujecin = 20 minutos + D/2 (sin unidad) tiempo de sujecin = 20 minutos + 60/2 tiempo de sujecin = 20 minutos + 30 tiempo de sujecin = 50 minutos La pieza de trabajo se debe recocer durante 50 minutos antes de refrigerarla. Qu exigencias se deben poner a las piezas de trabajo en la preparacin del recocido? __________________________________________________ En qu principio se basa el recocido? __________________________________________________ Con qu finalidad sirve el recocido de pobre tensin? Con qu finalidad sirve el recocido de ablandamiento? __________________________________________________ Con qu finalidad sirve el recocido normal? __________________________________________________ Qu tiempo de sujecin se debe tener en cuenta, cuando se tiene que recocer un eje de 84 mm de dimetro? __________________________________________________ 4.3. Control del resultado de recocido Las fallas de recocido se reconocen en la presencia de la pieza de trabajo partida. Por eso se debe entallar la pieza de prueba luego del recocido y se debe partir transversalmente al sentido de laminado atravs de un golpe de martillo corto. Figura 20 Control del resultado de recocido 1 entallar, 2 rompimiento Presencia del rompimiento Tipo de material y tratamiento Mejoramiento

granulado, resplandeciente acero con poco contenido de C, "acero de construccin" ninguno

granulado fino, gris mate, liso acero con contenido de C elevado, "acero para herramientas" ninguno

granulado aspero acero que permanecio demasiado tiempo a la temperatura de recocido o se calent demasiado recocido normal

granulado spero, bastante resplandeciente en toda la seccin acero se calent tanto que el carbono se quemo afuera, "acero quemado" inservible, ya que se destruyo la estructura

borde resplandeciente de granulado grande hasta aspero acero se calento tanto que se ha extraido el carbono de la superficie, "superficie descarbonada" retirar la capa del borde descarbonada o carbonar por substitucin - recocido normal

Una alteracin de las propiedades mecnicas se puede determinar apenas despus de continuar el mecanizado de la pieza de trabajo Templado Ya desde el martilleo, doblaje y laminado en frio de materiales de hierro se realiza una compactacin de la estructura del metal, la cual se denomina como "temple en frio". Otro tipo lo representa "el revenido" de metales ligeros, el cual se realiza luego del tratamiento trmico atravs del almacenamiento del material durante varios das. El tipo de mayor importancia es el "temple atravs del tratamiento trmico" donde se transforma la estructura de aceros con una orientacin fija. Este tipo de tratamiento trmico es emplea, con el fin de hacer los aceros duros y resistentes al desgaste para finalidades determinadas. 5.1. Condiciones - previas tcnicas del material para el templado atravs del tratamiento trmico El acero sin aleacin es un material de hierro, el cual es puede deformar en estado caliente o frio sin un tratamiento ulterior especial. El acero sin aleacin contiene adems de otros elementos qumicos, el elemento "carbono" en proporciones de 0,02 hasta 2.1 por ciento, el cual influencia especialmente las propiedad - des de "templado" y "resistencia". Alto contenido de carbono: - dureza y resistencia elevadas- baja tenacidad y elasticidad Bajo contenido de carbono: - dureza y resistencia baja- alta tenacidad y elasticidad Cuando se calienta el acero se altesan sus propiedades en dependencia del contenido de carbono, Por eso debe ser conocido el contenido de carbono del acero antes del tratamiento trmico! Condiciones por la templabilidad: Contenido de carbono: sobre 0,35 porciento - templable

bajo 0,35 porciento - no templable

Aceros con un contenido de carbono por debajo del 0,35 porciento pueden ser templados en su superficie, cuando se da carbono al acero desde afuera atravs de un procedimiento especial (templado por cementacin). Qu finalidad tiene el templado atravs del tratamiento trmico? __________________________________________________ Cual es el contenido mnimo de carbono que debe tener un acero para poder ser templado? __________________________________________________ Qu influencia tiene un contenido elevado de carbono sobre las propiedades mecnicas? __________________________________________________ 5.2. Principio del templado atravs de tratamiento trmico Para el templado son necesarias tres etapas de trabajo: 1. Calentamiento de la pieza de trabajo a la temperatura de temple (sobre 723 C) en dependencia del contenido de carbono del acero. 2. Mantenimiento de la temperatura conforme al tipo de acero y al tamao de la pieza de trabajo. 3. Refrigeramiento repentino (enfriamiento) de la pieza de trabajo que se encuentra a la temperatura de temple. Con el fin de alcanzar el temple correcto para el acero correspondiente, se debe mantener la temperatura de temple necesaria. Eleccin de temperaturas de temple para aceros sin aleacin: Contenido de carbono en porcentaje 0,5 0,6 0.7 0,8 1,0 1,5

Temperatura de temple en grados Celsius 830 815 800 780 770 770

Entre ms bajo sea el contenido de carbono, mayor deber ser entonces la temperatura de temple! El tiempo de mantenimiento a la temperatura de temple depende del tipo de acero y del tamao de la pieza de trabajo. Partes pequeas y de formas complicadas requieren solamente de tiempos de sujecin cortos osea de algunos minutos. A medida que aumenta el tamao de las piezas y el contenido del carbono se hace necesario un tiempo de sujecin mayor. 5.3. Tipos del templado atravs del tratamiento trmico Templado por enfriamiento: Atravs de este procedimiento se templan aceros que son templables sin preparaciones especiales. Para esto se calienta el acero a una temperatura de temple y se refrigera una vz rpidamente, Como resultado de ello el material es muy duro y bronco y puede tener tensiones interiores enormes, en caso de condiciones inapropiadas el material se puede deformar o se puede llegar hasta romper. Figura 21 Diagrama del tiempo y temperatura del temple de enfriamiento 1 calentamiento, 2 suspensin, 3 refrigeramiento rpido, I temperatura, II tiempo Templado interrumpido: Atravs de este procedimiento se tratan los aceros que son especialmente delicados a la deformacin o a la rotura. Para esto se enfra el material solamente por corto tiempo en un medio refrigerante fuerte en su efecto (agua), luego del calentamiento a la temperatura de temple hasta cuando desaparezca el burbujeo y finalmente se deja en un medio refrigerante de fecto suave (aceite calentado) hasta la compensacin de la temperatura. Apenas despus es que se realiza la refrigeracin restante en el aire. Una variante favorable para esto es ofrecida por la suspensin del material refrigerado fuertemente en un bao caliente de 200 C hasta la compensacin de la temperatura, atravs de ello se evitan eficientemente las tensiones que se presentan durante el enfriamiento y el peligro de la formacin de grietas. Figura 22 Diagrama del tiempo y la temperatura del temple interrumpido 1 calentamiento, 2 suspensin, refrigeramiento rpido, 4 refrigeramiento lento, I temperatura, II tiempo Templado al bao caliente : Atravs de este procedimiento se tratan las piezas de trabajo que tienen formas complicadas. Luego del calentamiento a una temperatura de temple se refrigera la pieza de trabajo de acuerdo al tipo de acero en un bao caliente a temperaturas entre 180 y 500 C hasta la compensacin de la temperatura y despus se lleva de cualquier forma a una temperatura ambiente, donde la pieza finalmente atravs de esto solamente tensiones interiores bajas, es lo que tiene. Como baos calientes se prefieren los baos de fusin de sal. la temperatura se debe derivar del tipo de acero. Figura 23 Diagrama del tiempo y la temperatura del temple al bao caliente 1 calentamiento, 2 suspensin, 3 refrigeramiento retardado, 4 refrigeramiento restante, I temperatura, II tiempo Dentro de este procedimiento cuidadoso de temple se debe tener en cuenta el tiempo de sujecin de la pieza de trabajo en el bao de fusin para el refrigeramiento. Para ello tiene validez la siguiente regla: Por cada 10 mm de dimetro o de espesor debe permanecer 60 segundos en el bao de fusin! Ejemplo: Se debe refrigerar un eje calentado de 75 mm de dimetro en un bao de fusin. Que tiempo de sujecin se debe mantener en el bao de fusin? Tiempo de sujecin = 450 segundos El eje se debe dejar durante 450 segundos o 7,5 minutos respectivamente en el bao de fusin. Qu etapas de trabajo son necesarias para el templado? __________________________________________________ Que distintivo caracteriza el temple interrumpido? __________________________________________________ 5.4. Configuracin satisfactoria de temple de las piezas de trabajo Para las piezas de trabajo pequeas se presenta el temple en toda la estructura, para las piezas de trabajo mas grandes disminuye el grado de dureza de afuera hacia dentro. Formas inapropiadas de las piezas de trabajo o fallas en la elaboracin pueden conllevar a la formacin de grietas luego del temple. Los siguientes puntos problemticos pueden causar fallas: 1. rupturas irregulares2. bordes filosos3. perforaciones directamente en las superficies exteriores4. transiciones abruptas de piezas gruesas a piezas delgadas Medidas: Los bordes filosos se deben redondear siempre, para las transiciones abruptas es mas apropiado el temple por separado de las piezas individuales, con la unin finalmente de las piezas individuales. Figura 24 Comparacin de piezas del trabajo para el temple I forma apropiada de la pieza de trabajo, II forma inapropiada de la pieza de trabajo, 1 configuracin perforada, 2 configuracin con bordes interiores, 3 perforaciones. 4 transicin a las secciones Indicacin: Las grietas de temple se pueden determinar untando un colorante lquido delgado sobre las superficies templadas, - las grietas existentes se colorean y se hacen visibles! Especialidades para el temple con baos de fusin: - Para el colgamiento en los baos de fusin se deben tener en cuenta, que las piezas de trabajo sean bien sumergidas de acuerdo a su forma - Las piezas de trabajo deben ser humedecidas uniformemente y no se pueden formar volmenes de aire comprimido! Los volmenes de aire comprimido retardan el enfriamiento y ocasionan puntos dbiles en la capa de temple! Figura 25 Sumergimiento correcto de diferentes piezas en un bao de fusin - Las piezas de trabajo deben ser bien secadas previamente antes del colgamiento en los baos de fusin. Cantidades reducidas de humedad conducen a explosiones de evaporacin del agua, por razn de las grandes diferencias de la temperatura. El vapor expulsa el liquido de bao altamente calentado fuera de la caldera de fusin. - Los vapores formados en los baos de fusin deben ser absorbidos fuera de la cmara de temple, atravs de dispositivos efectivos de absorcin. 5.5. Fallas de temple Caracterstica Causas de la falla durante el

calentamiento enfriamiento revenido

Acero muy temperatura de temple muy baja; se calet muy poco; se refriger la pieza de trabajo demasiado fuerte antes del enfriamiento bao de enfriamiento muy caliente; bao de enfriamiento muy pequeo; medio de enfriamiento falso; velocidad de enfriamiento muy pequea; tiempo de enfriamiento muy corto temperatura de revenido muy alta; color de revenido falso; refrigeramiento muy lento en el revenido desde adentro

Acero irregularmente duro calentado irregularmente; toma de azufre del gas caliente; pieza de trabajo oxidada; bao de fusin adherente en caso de emplear baos de fusin boca de la pieza demasiado grande; bao de enfriamiento impuro; las piezas de temple estn demasiado juntas; cubrimiento sin finalidad; movimiento falso en el bao (burbujas de vapor); capa de recocido y oxido calentado irregularmente

Acero muy duro temperatura de temple demasiado alta medio de enfriamiento muy tosco temperatura de revenido muy baja

Piezas de trabajo deformadas mal calentado a causa de la diferencia de tamao de las secciones; posicin inadecuada en el horno de recocido; se calent la pieza de trabajo muy rpido e irregularmente, se recalent parcialmente; se tap defectuosamente o no se tap absolutamente; se mantuvo demasiado tiempo a la temperatura de temple se refriger muy toscamente; falso sumergimiento

Piezas de trabajo con grietas de temple calentamiento demasiado alto e irregular; no se cubrieron los golletes filosos; no se precalent enfriamiento irregular; enfriamiento demasiado brusco; falso sumergimiento

5.6. Indicaciones de trabajo especiales para la realizacin prctica - Las piezas mecanizadas terminadas que se deben proteger de la oxidacin o contra la prdida de carbono, se calientan apropiadamente en un bao de sal o se templan en un embalaje. El material de embalaje para temperaturas de temple bajas puede ser carbn de madera recocido del tamao de una arbeja, pasado por la zaranda; para temperaturas de temple altas puede ser smola quemada de coque. Es apropiado envolver las piezas en papel adicionalmente. - Para el calentamiento de piezas de trabajo con grandes diferencias seccinales o puntos sensibles, se deben tender tapas de proteccin de lmina, asbesto o barro sobre los puntos dbiles o sensibles, con el fin de protegerlos contra el recalentamiento. - Antes del templado es apropiado precalentar las piezas de trabajo a una temperatura aproximada de 500 C y mantenerlas a esa temperatura, Al inicio del templado se llevan rpidamente las piezas de trabajo a la temperatura de temple y se continuan mecanizando. Por qu es apropiado templar las piezas de trabajo en un embalaje con contenido de carbono? __________________________________________________ 5.7. Medicin del temple Temple es la resistencia que ofrece contrariamente un cuerpo a la penetracin de otro cuerpo mas duro. Como la posibilidad mas simple para probar esta dureza, se puede realizar un intento de limado con una lima dulce usada. Cuando la lima resbala en el borde y no penetra , entonces el material es mas duro que la lima. Figura 26 Ensayo de la lima Pero frecuentemente es necesario el temple exacto para el empleo de una pieza de trabajo. En estos casos se debe medir el temple con aparatos de prueba especiales. Conforme al tipo de fevto de fuerza sobre el cuerpo que se va a probar, se diferencian procedimientos de prueba con efecto de fuerza esttica o dinmica. Principio de todas las mediciones de temple: Un cuerpo de prueba penetra en el material que se quiere probar - de la deformacin que aqu se presenta, se deriva un valor para la dureza del material.

Revenido Atravs del enfriamiento luego del calentamiento se pone el acero duro y bronco. En la estructura del material se pueden presentar tensiones tan altas, que aparecen grietas de temple y el material se quiebra como vidrio. Con el fin de eliminar estos fenmenos negativos y de dar al material "la dureza necesaria", se deben revenir luego del templado, esto significa que se calientan nuevamente En caso de una disminucin considerable de la dureza y de la resistencia, aumenta nuevamente la tenacidad del material. Las temperaturas de revenido se orientan conforme a la finalidad de empleo le la pieza de trabajo. Entre mas alta sea la temperatura de revenido, menor ser entonces la dureza y de tal forma ser mas tenaz el acero. Colores de revenido para aceros sin aleacin ricos en carbono: Colores de revenido Temp. C Temp. K Ejemplos de aplicacin

amarillo blancoamarillo claro 210220 483493 agujas para trazar de aceroherramientas de medida

amarilloamarillo oscuro 230240 503513 cinceles de todo tipo,broca espiral, limas

carmelito amarillorojo carmelito 250260 523533 fresadoras, escariadores, broca de rosca, hojas se sierra metlicas

rojo/rojo purpreo 270 543 destornillador, herramientas para el mecanizado de madera

violeta 280 553 tajadera en caliente, punzones, mandriles

azul oscuroazul flor de trigos 290300 563573 resortes, instrumentos quirrgicos

azul claroazul grisoso 310320 583593 herramientas de remachado, hachas hojas de sierras manuales, guadaas

gris/verde grisoso 330 603 cuchillo de uso domstico

En el calentamiento de un pedazo de acero descubierto se forma una capa de xido de 0,2 mm de espesor en la superficie, la cual se colorea de acuerdo a la temperatura. Adems de los dispositivos de medicin de la temperatura se puede con esto tambin dar una valoracin aproximada de la temperatura atravs del reconocimiento de los colores. 6.1. Tipos del revenido Revenido del exterior: La pieza de trabajo fra se calienta lentamente atravs de las fuentes trmicas correspondientes y luego de alcanzar la temperatura de revenido (entre 200 C y 500 C) se refrigera. Revenido del interior: La pieza de trabajo se enfra brevemente luego del temple, de tal forma que solamente la capa exterior esta fra. Del interior penetra nuevamente el resto de calor, luego de alcanzar la temperatura de revenido se refrigera. El mismo efecto se suspende cuando la pieza de trabajo se refrigera solamente de un lado y el calor restante contenido en el otro lado sale nuevamente. Luego del temple se debe frotar rpidamente el punto que se quiere revenir, con un esmeril hasta el blanco, de tal forma que se puedan reconocer los colores de revenido! Valor de orientacin para la duracin del revenido en piezas de trabajo compactas: 1 hasta 1,5 horas para 20 mm de espesor de las piezas

Indicaciones: - El efecto de revenido es un efecto combinado del tiempo y la temperatura. Si se prolonga el tiempo, se puede reducir la temperatura. - Para herramientas es mejor un revenido prolongado a una temperatura reducida, que un revenido corto a una temperatura alta. - Aceros altamente aleados requieren una duracin de revenido mas prolongada, que los aceros sin aleacin.. Temple superficialCuando las piezas de trabajo deben tener una superficie dura, resistente al desgaste, que sea nuclear pero tenaz, se debe entonces templar su superficie. Este tipo de piezas de trabajo pueden resistir grandes esfuerzos de choque y de flexin. 7.1. Tipos de temple superficial Temple de llama: Aceros sin aleacin de 0,35 hasta 0,6 % de contenido de carbono se calientan rpidamente a la temperatura de temple y luego se refrigeran inmediatamente (sin tiempo de suspensin). El espesor de la superficie templada es dependiente del paso de calor: Entre mas fuerte sea el suministro de calor y entre mas pequea sea la velocidad del mechero, mas fuerte ser entonces la capa templada!Los espesores de capas normales son de 1,0 hasta 1,5 mm, pero pueden ser mayores tambin. El soplete puede ser conducido manualmente o con dispositivos de avance sobre la superficie de las piezas de trabajo. El revenido se realiza a temperaturas entre 150 C hasta 200 C, cuando el material es sensible al rompimiento o al agrietamiento.

Figura 27 Temple con soplete 1 soplete de gas, 2 regadera, 3 superficie templada, 4 superficie incandescente, 5 pieza de trabajo Temple por cementacin: Aceros tenaces con un contenido de carbono menor de 0,25 % pueden ser enriquecidos en su superficie con carbono (carburados), de tal forma que tengan de 0,75 hasta 1,1 % de carbono y finalmente puedan ser templados. En el proceso de carburacin se deponen las piezas de trabajo metlicamente puras en polvo con contenido de carbono (carbn de cuero o de madera), baos de sal (con contenido de cianuro) o se soplan con gases carburados y se recocen al abrigo del aire de 4 hasta 10 horas, a temperaturas entre 880 C y 920 C. Las superficies de suspensin blandas se cubren con medios de proteccin (barro, chamota) o se cobrean. La profundidad de penetracin del carbono se basa en la duracin de empleo durante el carburado. Luego de una hora tiene la capa 0,4 mm de espesor aproximadamente, despus de 10 horas 1,2 mm aproximadamente. El temple final se puede realizar atravs de diferentes procedimientos a una temperatura de unos 770 C.

Figura 28 Temple por cementacin 1 recipiente resistente al fuego con tapa, 2 pieza de trabajo, 3 polvo con contenido de carbono, 4 arena, 5 barro