Templado

Mario Sevilla Sofía Velástegui

Los tratamientos térmicos más importantes son:

temple, recocido, revenido y normalizado. Con su aplicación se consiguen estructuras más

blandas y más mecanizables, con mayor dureza y resistencia. Otro aspecto que mejoran es la homogeneización de la estructura.

Tratamientos térmicos

Temple es un proceso de baja temperatura en el tratamiento térmico del acero con el que se obtiene el equilibrio deseado entre la dureza y la tenacidad del producto terminado. Es decir es un proceso de trabajo en frio que aumenta la dureza del metal, sobre todo en el caso de aceros con bajo contenido en carbono y de metales no ferrosos.Al modificar la estructura cristalina, el temple provoca variaciones en las propiedades mecánicas y tecnológicas, algunas de ellas mejoran (dureza, y resistencia mecánica), mientras que otras, por el contrario empeoran (fragilidad, tenacidad y conductividad eléctrica).

Temple

Dentro de estas características que se modifican del acero después del temple son

Aumentar la dureza y la resistencia mecánica. Disminuir la tenacidad (aumento de la

fragilidad). Disminuir el alargamiento unitario. Modificar algunas propiedades eléctricas,

magnéticas y químicas.

Austenita Si al acero lo calentamos a 1000º C, y lo enfriamos rápidamente, uno

de los cristales que obtenemos es la austerita. Es una solución sólida de carburo de hierro, dúctil y tenaz, blanda, poco magnética y resistente al desgaste.

Bainita Es una mezcla difusa de ferrita y cementita, que se obtiene al

transformar isometricamente la austenita a una temperatura de 250º - 500º C

Martensita Es el constituyente de los aceros cuando están templados, es

magnética y después de la cementita es el componente más duro del acero.

Ferrita Es hierro casi puro con impurezas de silicio y fósforo (Si-P). Es el

componente básico del acero. Cementita Es el componente mas duro de los aceros con dureza superior a 60Hrc

con moléculas muy cristalizadas y por consiguiente frágil. Perlita Compuesto formado por ferrita y cementita

Tipos de acero

Aspectos importantes para el temple

Los factores que más influyen en el temple son el tamaño de la pieza, su composición, su grano y el medio de enfriamiento adecuado.•El tamaño de la pieza, puesto que cuanto más espesor tenga la pieza más habrá que aumentar el tiempo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento. •La composición química del acero, ya que en general, los aceros aleados son más fácilmente templables. •El tamaño del grano influye principalmente en la velocidad crítica del temple, teniendo más templabilidad el de grano grueso. •El medio de enfriamiento, siendo el más adecuado para templar un acero el que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la crítica.Existen varios tipos de temple, clasificados en función del resultado que se quiere obtener y en función templabilidad ( capacidad a la penetración del temple). Que a su vez depende fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero.

Proceso del templeLos artículos de acero endurecidos calentándolos a unos 900 grados C. y enfriándolos rápidamente en aceite animal, mineral o vegetal o agua o soluciones salinas, se vuelven duros y quebradizos. Si se vuelven a calentar a una temperatura menor se reduce su dureza pero se mejora su tenacidad. El equilibrio adecuado entre dureza y tenacidad se logra controlando la temperatura a la que se recalienta el acero y la duración del calentamiento.

Calentamiento del metalSe realiza en horno, siendo lento al hasta los 500ºC y rápido hasta la temperatura de temple, por encima de A3 si el acero es hipoeutectoide, y por encima de A1 si el acero es eutectoide o hipereutectoide. Homogeneización de la temperaturaSe mantiene a la temperatura de temple durante un determinado tiempo a la pieza para que se homogenice en todo el volumen de la pieza a templar. Este tiempo se estima experimentalmente para cada pieza, aunque se puede calcular aproximadamenteEnfriamiento rápidoSe saca la pieza del horno y se enfría el material en un fluido denominado medio de temple a una velocidad superior a la crítica de temple con objeto de obtener una estructura martensítica, y así mejorar la dureza y resistencia del acero

Tipos de temple1. Temple continuo de austenización completa.- se aplica a los aceros hipoeutectoides. Se calienta el material a 50ºC por encima de la temperatura crítica superior A3, enfriándose en el medio adecuado para obtener martensita. 2. Temple continuo de austenización incompleta.- se aplica a los aceros hipereutectoides. Se calienta el material hasta AC1 + 50ºC, transformándose la perlita en austenita y dejando la cementita intacta. Se enfría a temperatura superior a la crítica, con lo que la estructura resultante es de martensita y cementita. 3. Temple superficial.- el núcleo de la pieza permanece inalterable, blando y con buena tenacidad, y la superficie se transforma en dura y resistente al rozamiento. Con el temple superficial se consigue que solamente la zona más exterior se transforme en martensita, y para ello el tiempo durante el que se mantiene el calentamiento debe ser el adecuado para que solamente un reducido espesor de acero se transforme en austenita.

4. Temple Escalonado (Martempering).- consiste en calentar el acero a temperatura de austenización y mantenerlo el tiempo necesario para que se transforme completamente en austenita. Posteriormente se enfría en un baño de sales bruscamente hasta una temperatura próxima pero superior a Ms, con el fin de homogeneizar la temperatura en toda la masa y se acaba reduciendo la temperatura para que toda la pieza se transforme en martensita. 5. Temple isotérmico (Austempering).- consiste en calentar el acero a temperatura de austenización y mantenerlo el tiempo necesario para obtener austenita. Posteriormente se enfría bruscamente en un baño de sales hasta una temperatura determinada, para igualar la temperatura en toda la masa y luego se vuelve a disminuir la temperatura para que toda la pieza se transforme en bainita.

Proceso del templeEl temple se consigue al alcanzar la temperatura de austenización y además que todos los cristales que componen la masa del acero se transforman en cristales de astenita, ya que es la única estructura constituyente del material que al ser enfriados rápidamente se trasforman en martensita, estructura que da la máxima dureza a un acero hipoeutetoide(.83% hasta 0.008%)

Temperaturas del temple

En el caso de los aceros hipoeutetoide la temperatura de austenización recomendada es de unos 30 grados C. En los ordinarios de carbono hipereutectoides (mayor % de carbono que los aceros hipoeutetoide). Se usan temperaturas mayores a los 30 grados C.

Medio de templeLos distintos medios de temple utilizados en la industria ordenados en función de la severidad de temple de mayor a menor, son los siguientes.*Agua corriente: es el medio más económico y antiguo. Se consiguen buenos temples con aceros al carbono. Las piezas se agitan dentro del agua para eliminar las burbujas de gas.*Sales liquidas o fundidas.*Solución acuosa con 10% de cloruro sódico *Soluciones acuosas de aceite sulfonado.*Aceite: enfría más lentamente que el agua.*Aire: se enfrían las piezas con corrientes de aire. Se utiliza para los denominadas aceros rápidos.

Se puede definir la

templabilidad como la aptitud de un acero para endurecerse por formación de martensita, como consecuencia de un tratamiento térmico. Para determinar el grado de templabilidad de un acero se realiza el ensayo Jominy. El ensayo consiste en realizar el templado de una probeta de dimensiones determinadas según un proceso definido. El estudio de los resultados permite definir el comportamiento del material ante el tratamiento de temple.

Templabilidad

Ruptura durante el enfriamiento

*Enfriamiento muy drástico*Retraso en el enfriamiento*Aceite contaminado*Mala selección del acero*Diseño inadecuado.

Baja dureza después del temple.

*Temperatura de temple muy baja*Tiempo muy corto de mantenimiento*Temperatura muy alta o tiempos muy largos*Baja velocidad de enfriamiento.

Alteraciones después del temple

Deformación después del temple.

*Calentamiento disparejo*Enfriamiento en posición inadecuada*Diferencias de tamaño entre sección y continuas

Fragilidad excesiva. *Calentamiento a temperaturas muy altas*calentamiento irregular

Alteraciones después del temple