Presentacin de PowerPoint

Direccin General de Educacin Superior TecnolgicaINSTITUTO TECNOLGICO DE SALINA CRUZINGENIERA MECNICA

MATERIA:

INGENIERA DE MATERIALES METLICOS

REPORTE DE INVESTIGACIN:

TRATAMIENTOS TERMOQUMICOS

EQUIPO:

JESUS JUAREZ JUAREZ DENNY JOSE MARTINEZJAIME ESPINOZA RIOS

SEMESTRE Y GRUPO:2 B1

PROFESOR:ING. JUAN MANUEL CRUZ MARTNEZ

SALINA CRUZ, OAXACA A 15 DE MAYO DEL 2014QUE SON LOS TRATAMIENTOSTERMOQUIMICOS?Sontratamientostrmicosenlos que,ademsdeloscambios en la estructura del acero, tambin seproducencambiosenlacomposicinqumicadelacapasuperficial,hasta unarequierenaadiendoprofundidaddiferentesproductosqumicosdeterminada. Estos tratamientosel usodecalentamientoyenfriamientocontrolados en atmsferas especiales.EN QUE CONSISTE?Consiste enenriquecer las capas superficiales de la piezadeaceroconelementos:CarbonoCarbono(cementacin),Nitrgeno(nitruracin),yNitrgeno(Carbonitruracin o Cianuracin), aluminio (Calorizacin),cromo(cromado)yotros, paraelevarla resistenciaaldesgaste, la resistencia a la corrosin y otras propiedades.OBJETIVOS:al desgasteaumentar la resistencia a la corrosinaumentar la resistencia a fatigaaumentar la resistenciadisminuirel rozamiento aumentandoel poder lubrificanteaumentar la dureza superficial de las piezas dejando el ncleo ms blando y tenazETAPAS PARA LOS TRATAMIENTOSTERMOQUIMICOS Consiste en la descomposicin de las molculas y la formacin de tomos activos del elemento que difunde.La disociacin. Es cuando los tomos del elemento que difunden se ponen en contacto con la superficie de la piezade acero formando enlaces qumicos con los tomos del metal.La absorcin Es decir la penetracin del elemento de saturacin hacia la zona interior del metal, al penetrar los que se difunden en la red del disolvente la velocidad de difusin ser ms alta, siempre y cuando en la reaccin se formen disoluciones solidas de sustitucin.La difusin.CLASIFICACION:Cementacin(carbono)Recubrimiento por cementacin.Nitruracin(Nitrgeno)Carbonitruracin (Carbono y nitrgeno)Cianuracin1) CEMENTACION(CARBURACION).Lase decementacin es un tratamiento termoqumicoen el queaportacarbonoalasuperficie deunapiezaacero mediante difusin, modificando su composicin.Lacementacin se utiliza en aceros con bajo contenido encarbono (0.15-0.20 %C).OBJETIVOLa cementacin tiene por objeto endurecer la superficiede una pieza sin modificacin del ncleo, dando lugar as a una pieza formada por dos materiales, la del ncleo de acero con bajo ndice de carbono, tenaz y resistente a lafatiga,ylapartedelasuperficie,deaceroconmayorconcentracinde carbono,msdura,siendoresistentealdesgastey alasdeformaciones,todoellounanica pieza compacta.EN QUE CONSISTE LACEMENTACION?Consiste en recubrir las partes a cementar de unarica en carbono, llamada cementante, y someterlavarias horas a altas temperatura (900C).materiaduranteLapiezaasobtenidaseledael tratamientotrmicocorrespondiente, templey revenido, y cada una de las doszonasdela pieza,adquirirlascualidadesquecorresponden a su porcentaje de carbono.En ocasiones se dan dos temples, uno homogneo a toda lapieza y un segundo temple que endurece la parte exterior.Lacementacinencuentraaplicacinentodas aquellaspiezas que tengan que poseer gran resistencia al choque ytenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piones, levas, ejes, etc.CARACTERISTICASEndurece la superficie.No le afecta al corazn de la pieza.Aumenta el carbono de la superficieSu temperatura de calentamiento es alrededor900 C.de los1.1 Cementacin en carburantesolido.Es el procedimiento ms antiguo.En este caso las piezas,despusdesuelaboracinpreliminar,selimpianquitndoles el orn, la suciedad yla grasa; los lugares queno se han de carburar, por ejemplo, la superficie interior delbuln de unpistn, los cuellos de los arboles de levas, seaslanconunrecubrimientoelectrolticodecobrede0,005mm deespesor.1.2 Cementacin liquidaSe aplica, como regla, para las piezas pequeas cuando serequiere una profundidad insignificante de la capa carburada(0,3-0,5 mm).y se efectaenlosbaosdesales conlasiguiente composicin:75-80%deCarbonatodeSodio(Na2CO3),10-15% deCloruro desodio(NaCl),6-10%deCarburo deSilicio(SiC),concalentamientohasta820-850C y permanencia hasta 1 hora.1.3La carburacin gaseosaSe emplea ampliamente enpara la produccin en serie yla construccin de maquinariaen masa forma de gases.Esta cementacin se realizaen hornos de mufla de accincontinua y de cuba, calentado hasta 930C durante 6 horas,aproximadamente, para carburar una capa hasta de 1 mm.Eltratamientotrmicoterminaconelrevenidoa160-180C.Horno para cementacinEl proceso de endurecimiento por cementacin seutilizapara aceros con pococarbono. La pieza se maleabiliza engasendotrmico ydealtocontenidodecarbono.El acero calentado atemperaturas de 900C asta 1000absorbe el carbono del gas en el horno para cementacin.Tambinsepuedenusarhornorotativosparaelendurecimientodelacero.Horno para cementacindeacero con tamborrotativocontinuoMATERIALESCEMENTADOS.Porta-herramienta dezunchar en calienteCandado lnea doble trababolillas arco chicoaPorta-herramienta dezunchar en caliente2) NITRURACION.La nitruracin es un tratamiento termoqumico, en el quese modifica la composicin del acero incorporado nitrgenoduranteelprocesodetratamientotrmicoenunaatmosfera rica en nitrgeno.Elobjetivo delanitruracineseldeelevarladureza,resistencia al desgaste yresistencia ala corrosin de lacapa superficial de las piezas, saturndolas con nitrgeno.ProcedimientoExistendos procedimientosparalanitruracin: lanitruracin en horno y la nitruracin inica.Para la nitruracin en horno se coloca la pieza dentro delhorno,dentrodelsecualsehace circularamoniacoydeposteriormentecalientaatemperaturasaproximadamente 500C, lo que provoca que el amonacose descomponga en nitrgeno e hidrogeno; el hidrgeno, se separa del nitrgeno por diferencia de densidad, y elnitrgeno,alentrarencontactoconlasuperficiedelapieza, forma un recubrimiento de nitruro de hierro.En el caso de la nitruracin inica,lasmolculasdeamonaco se rompen mediante la aplicacinde un campoelctrico.Estoselogra sometiendoalamonacoaunadiferenciade potencialdeentre300y1000V.Losiones de nitrgeno se dirigen hacia el ctodo(que consisteen la pieza a tratar) y reaccionan para formar el nitruro dehierro (Fe2N).AplicacionesLa nitruracin se aplica principalmente a piezas que sonsometidas regularmente a grandes fuerzas de rozamiento y de carga, tales como pistas de rodamientos, camisas de cilindros, etc.Estasncleoaplicacionescon ciertarequierenquelaspiezas tenganunplasticidad,queabsorbagolpes yvibraciones, y una superficie de gran dureza que resista lafriccin y el desgaste.Aceros paranitruracinParaesteprocesoresultaaleacinconvenientequeenlacomposicindelahayaunaciertacantidadde aluminio (1% aproximadamente).Estetratamientotambinesaplicableaalgunosacerosinoxidables, aceros al cromo-nquel y ciertas fundiciones alaluminio o al cromo.Endurecimiento por nitracin/nitridaciny nitrocarburacinDurante la nitracin y nitridacin en el horno para nitrar yhorno para nitridar se difunde el nitrgeno en la superficie del acero a temperaturas entre 500C y 550C. Durante el proceso de enfriamiento se extrae nitrgeno.En la nitrucarburacin (fase gaseosa) se difunde a partir delmonxido de carbono y del hidrxido de carbono, adems del oxgeno, nitrgeno.Unavezsehayaseaplicadoeltratamientocompleto,elenfriamientocontroladaharsiemprebajounaatmsferaparaevitarlacontaminacinsuperficial uoxidacin de la pieza.A aquellas partes de la pieza que no se deban nitrurar seles da un bao de estao y plomo al 50%, que cubre la superficie de la pieza aislndola del nitrgeno.horno para nitrarhorno para nitrar dedos etapasMATERIALESNITRURADOS.Varilla de 5mm. de aceronitruradoHusillos con hilostrapezoidal y cuadrado3) CIANURACION.La cianuracin es un tratamiento termoqumico que se da alos aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura yresistente al desgaste, esto se logra empleando un bao decianuro fundido,la cianuracin se puede considerar comountratamientointermedioentrelacementacinyla nitruracin yaque el endurecimiento se consigue por laaccincombinadadelcarbonoyelnitrgenoaunatemperatura determinada.ComoserealizaLa cianuracin se efecta aunatemperaturade la pieza,justamente porse introduce laencima de la critica del coraznpieza en una solucin que generalmente consta de cianurodesodioconclorurodesodio ycarbonatodesodio,elenfriamiento se da directamente por inmersin al salir delbaode cianuroconesto se obtiene unaprofundidaddesuperficie templada uniforme de unos 0.25 mm en un tiempode una hora.La cianuracin liquida de las piezas se realizan a 820-870Ccianuroconpermanencia hasta1horaenundebaodequecontieneunamezclasales,aproximadamente delasiguientecomposicin:45%deCianurodeSodio(NaCN),35%deCarbonatodeSodio(Na2CO3), 20% de Cloruro de Sodio (NaCl).Despus de la cianuracin las piezas se enfran hasta latemperaturaptimadeltempleysetemplan enaguaoseaceitesegneltipodeacero.Despusdeltempleefecta el revenido a 160-180C.Lacarburacin gaseosaes lasaturacindelacapasuperficialdelaspiezasconcarbonoynitrgenoenunmedio gaseoso compuesto de 70-80% de gas cementante y20-30% de amoniaco y calentamiento hasta 850-900C. La duracin del proceso para lograr una capa de 0,3-0,5 mm de profundidad es de 3 horas; para 0,5-0,7 mm de profundidad,6 horas; y para 0,7-0,9 mm de profundidad, 8 horas. Una vez carbonitruradas las piezas se someten al temple y revenido.4) CARBONITRURACIONSeentiendeporcarbonitruracin,eltratamientotermoqumico en el que se promueve el enriquecimientosuperficial simultneo con carbono y nitrgeno en piezasdeacero,conelobjetivodeobtenersuperficiessumado aextremadamentedurasyunncleo tenaz,otras propiedades mecnicascomoresistenciaa lafatiga, resistencia al desgaste y resistencia a la torsin.Lacarbonitruracionpuede considerarsecomouncasoparticular de la cementacin donde la adicin de nitrgeno:-acelera la difusin de carbono-disminuye la velocidad critica de temple y as reducir lasdeformaciones de templeLa carbonitruracin en bao de sal es un tratamiento que seencuadra entre la nitruracin y la cementacin. Poresta raznlatemperatura delacarbonitruracinse sitaentrelastemperaturas de estos dos procesos.La oferta de nitrgeno, que se difundir en el acero,dependerde la composicin del bao y tambin de su temperatura. Sinembargo, se sabe que la oferta de nitrgeno se reduce a medida que aumenta la temperaturaEndurecimiento por carbonitruracin ycarbonitruracin a baja temperaturaCuando el proceso se produce a temperaturas entre 650Chasta770C,puededifundirseelnitrgenomuybienydespusnitridosdelenfriamientorpidose formaunacapadecony carbidossobrelacapademartensticacontenido de nitrgeno. Enla carbonitruracin sobre 770Chasta930Cnose formaesacapasobrelasuperficie,porque el carbono se puede difundir mejor.El nitrgeno estabiliza la fase austenita y posibilita as unenfriamiento del material ms suave con una dureza ms alta. Sin embargo, el espesor de la capa endurecida es menor que en la cementacin y el cambio hacia el material interno es ms fuerte.Aligualqueenlacementacin,elaceroseenfrafaserpidamenteyluegosevuelveacalentarenlagaseosa despus de la maleabilizacin.Horno para carbonitar abajas temperaturas con enfriamiento rpido en lquido en vacoHorno para carbonitrar, hornopara carbonitrar a bajas temperaturasMATERIALESCARBONITRADOSTornillos drywallTurbinas, hlices5)RECUBRIMIETO PORCEMENTACION.Para impartir ala capa superficial de las piezasuna granresistencia alaformacindeorn,resistenciaalcalor,resistencia a la corrosin, dureza y resistencia aldesgaste,se aplica la saturacin o recubrimiento de la capa superficialde la pieza con distintos metales: aluminio, cromo, silicio yotros.Enestoscasoseltratamientotermoqumicosedenomina recubrimiento por cementacin.4.1 Calorizacin.Lacalorizacin,tcnicatambindenominadaaluminazacin, es una cementacin del acero al carbono abasede aluminio. Tieneporfinalidadaumentarlaresistenciaalacorrosindelaceroaelevadastemperaturas.Sueleaplicaralosdepsitos delas fundas decombustiblede losgeneradores de gas, acucharas de colada delos termopares, a laslos metales fundidos, a las vlvulasy a otras piezas que trabajan a altas temperaturas. se lleva a cabo introduciendo las piezas en cajas cerradas, dentro de las cuales se suele introducir en forma pulverizada,La calorizacinen medio solido A su vez, dichas cajas permanecen dentro de un horno a 950-1000C durante 4-15 horas.Lacalorizacinliquida se realiza sumergiendo la pieza a proteger en un bao de aluminio al que se le ha aadido cloruro de aluminio.Lacalorizacingaseosa se consigue introduciendo las piezas a calorizar en un recipiente cerrado en presencia de cloruro de aluminio en fase gaseosa.4.2 CromizacinSe puede realizar en medios solido, liquido o gaseoso quecontengan cloruro decromo(CrCl2). Corrientemente,elproceso se efecta a la temperatura de 900-1000C y conpermanencia a esta temperatura unas 10-12 horas.El cromado por difusin eleva la resistencia a la corrosin,resistencia a laformacindeorn, aumentaladurezayresistencia al desgaste de las piezas de acero y fundicin.MATERIALESCROMADOSTaburetes y mesas base acero cromado4.3 SilicacinEl proceso decon silicio, segaseoso quesaturacin de la capa superior de la piezapuede efectuar en medios solido, lquido ycontenganclorurodesilicio (SiCl4). Lasilicacin en medio gaseoso a 1050C durante 2 horas, dauna profundidad de la capa saturada hasta 1 mm.La silicacin eleva la resistencia a la corrosin en distintosmedios: agua de mar, cidos ntricos, sulfrico clorhdrico.Enestecasoaumentatambinconsideradamente laresistencia y a la resistencia al desgaste de las piezas deacero y fundicin.