FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS OBJETIVO: Obtener constituyentes metaestables sometiendo a...
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FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
OBJETIVO: • Obtener constituyentes metaestables sometiendo a la austenita a enfriamientos más rápido que el recogido en el diagrama Fe-C
CONSTITUYENTES ESTABLES: (V=50ºC/s)• Ferrita, Perlita, Cementita.
CONSTITUYENTES METAESTABLES:( V>50ºC/s o T.I.)• Martensita, Bainita, Troostita, Sorbita
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CONSTITUYENTES METAESTABLES
MARTENSITA: • V. ENFRIAMIENTO>600ºC/s• SOLUCIÓN SOLIDA DE Feα EN C• CONSTITUYENTE BÁSICO ACEROS TEMPLADOS
BAINITA:• V. ENFRIAMIENTO ENTRE 275ºC/s Y 500ºC/s• MEZCLA DIFUSA DE CEMENTITA Y FERRITA
OTROS: TROOSTITA Y SORBITA
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CURVAS TTT( TRANSFORMACIÓN-TIEMPO-TEMPERATURA
• SIRVEN PARA ESTUDIAR LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA
• RELACIONAN LA TRANSFORMACIÓN FRENTE A t Y T.
•TIPOS DE TRANSFORMACIÓN: ISOTERMAS Y ENFRIAMIENTO CONTÍNUO
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7=VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE
1. t TRANSFORMACIÓN EN FUNCIÓN DE T EN
TRANSFORMACIÓN ISOTERMA. 2. TAMAÑO DE GRANO EN
FUNCIÓN DE VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (1)(2)(3)(4)
3. T< 500ºC= BAINITA BAJA DIFUSIÓN ALTA DIFERENCIA ENERGÉTICA4. MARTENSITA (6) MUY DURA TETRAGONAL C.C.5. VELOCIDAD CRITICA DE TEMPLE (7)6. MEZCLA PERLITA Y
MARTENSITA(5)7. OBTENCIÓN DE BAINITA (8)
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TRANSFORMACIÓN MARTÉNSICA
• MARTENSITA (SOLUCIÓN SOBRESATURADA DE C EN Fe α) OBTENIDA POR ENFRIAMIENTO RÁPIDO DE AUSTENITA
• NO SE PRODUCE DIFUSIÓN, SINO CAMBIO DE ESTRUCTURA DEBIDO A QUE SE PRODUCE A T BAJA (tetragonal centrada en el cuerpo)
• EL PROGRESO DE LA TRANSFORMACIÓN DEPENDE DE T NO DE TIEMPO (TRANSFORMACIÓN ATÉRMICA) Ms-Mf
• COMIENZA A TEMP. Ms Y TERMINA A TEMP. Mf.
• AUMENTO DE VOLUMEN DE AUSTENITA –MARTENSITA
• LA CANTIDAD DE MARTENSITA FORMADA AUMENTA SI DISMINUYE T
• Ms DISMINUYE AL AUMENTAR [C] O ELEMENTOS ALEADOS.
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• TETRAGONAL CENTRADA EN EL CUERPO
MARTENSITA
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TRATAMIENTOS METÁLICOS1. SIRVEN PARA POTENCIAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS (DUREZA,
RESISTENCIA, PLASTICIDAD)
2. TÉRMICO, TERMOQUÍMICO, MECÁNICO, SUPERFICIAL.3. NO DEBEN ALTERAR DE FORMA NOTABLE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA
4. TERMICOS: TEMPLE, REVENIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO5. TERMOQUÍMICOS: NITRURACIÓN, CARBONITRURACIÓN, SULFINIZACIÓN.
6. MECÁNICOS: EN CALIENTE, EN FRÍO7. SUPERFICIALES: CROMADO, METALIZACIÓN
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TRATAMIENTOS TÉRMICOS
1. CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
2. CAMBIA SU ESTRUCTURA CRISTALINA (TAMAÑO DE GRANO)
3. NO SE ALTERA SU COMPOSICIÓN QUÍMICA
4. TEMPLE, RECOCIDO, NORMALIZADO, RECOCIDO
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TEMPLE1. DEFINICIÓN: AUSTENIZACIÓN DEL ACERO. CALENTAMIENTO HASTA
723ºC Y RÁPIDO ENFRIAMIENTO HASTA OBTENER UNA ESTRUCTURA MARTENSITICA.
2. DEPENDE DE LA TEMPLABILIDAD (SITUACIÓN CURVAS TTT DESPLAZADAS A LA DERECHA) Y VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO (MEDIO REFRIGERANTE) Y TAMAÑO DE LA PIEZA.
3. TRES ETAPAS DE ENFRIAMIENTO
4. NO ES UN TRATAMIENTO FINAL. NECESITA DE UN REVENIDO (BONIFICADO)
5. RESULTADO: METAL MUY DURO Y DE MUCHA RESISTENCIA MECÁNICA.
•2.
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ETAPAS DEL TEMPLE
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NORMALIZADOCONCEPTO: CALENTAMIENTO A3 PLUS 50º o A1 SEGUIDO DE ENFRIAMIENTO AL AIRE.
1.ENFRIAMIENTO NO MUY ELEVADO.2.SE FORMA PERLITA Y FERRITA o CEMENTITA GRANO FINO3.SE USA PARA AFINAR GRANO Y HOMOGENEIZAR4.DESTRUYE LA ANISOTROPIA5.SE TRATA DE NORMALIZAR LAS PROPIEDADES DEL METAL
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RECOCIDO PROCESO: CALENTAMIENTO IGUAL QUE NORMALIZADO Y
ENFRIAMIENTO MUY LENTO. RESULTADO: ELIMINA TENSIONES INTERNAS, MAYOR
PLASTICIDAD Y MAQUINIDAD. ACERO HIPOEUTECTOIDE: FERRITO- PERLITICA ACEROS HIPERECUTECTOIDE: CEMENTITO-PERLITICA. DIFERENCIAS ENTRE ENFRIAMIENTOS EN TEMPLE,
NORMALIZADO Y RECOCIDO (VELOCIDAD ENFRIAMIENTO).
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TIPOS DE RECOCIDOSDE AUSTENIZACIÓN COMPLETA O REGENERACIÓN: EN ACEROS HIPOEUTECTOIDES, POR ENCIMA DE A3.
DE AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA: ACEROS HIPEREUTECTOIDES. ENTRE AC1 Y ACM (GLOBULAR)
SUBCRITICO: POR DEBAJO DE A1. PARA ABLANDAR LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDE (ABLANDAMIENTO)
ISOTERMICO: MANTENIENDO A T<A1. PUEDE SER COMPLETO O INCOMPLETO.DE HOMOGENEIZACIÓN: HOMOGENEIZA LA ESTRUCTRA.DE RECRISTALIZACIÓN Y RELAJACIÓN DE TENSIONES
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AUSTENIZACIÓN INCOMPLETA
AUSTENIZACIÓN COMPLETA
SUBCRÍTICO
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TRATAMIENTOS ISOTÉRMICOSEL ENFRIAMIENTO CONTINUO SE INTERRUMPE O MODIFICA DURANTE CIERTOS INTERVALOS DE TEMPERATURA.
PARA OBTENER PIEZAS MUY TENACES, POCAS DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS.
MARTEMPERING, AUSTEMPERING, PATENTING.
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MARTEMPERING
PIEZA A T LIGERAMENTE SUPERIOR A MS HASTA UNIFORMAR TEMPERATURAS EXTERIOR E INTERIOR
ENFRIADO AL AIRE Y REVENIDO
SE EVITA LAS DEFORMACIONES Y GRIETAS
REQUIERE ACEROS DE ALTA TEMPLABILIDAD
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AUSTEMPERING
PIEZA A T SUPERIOR A MS HASTA TRANSFORMACIÓN COMPLETA EN BAINITA
SE ENFRIA AL AIRE SE ANULAN LOS RIESGOS DE
DISLOCACIONES GRIETAS SE CONSIGUE UNA MAYOR TENACIDAD QUE
EN EL TEMPLE NORMAL NO NECESITA REVENIDO
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PATENTING
INTRODUCIR EL ACERO AUSTENIZADO EN BAÑO Pb A 510-540º HASTA PERLITA FINA.
SE USA PARA FABRICAR ALAMBRES
LA PERLITA FINA ES MUY DÚCTIL
TREFILADO
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TRATAMIENTOS TÉRMICOS SUPERFICIALES
ENDURECEN LA SUPERFICIE MEJORA FRENTE A FATIGA Y DESGASTE TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA TEMPLE POR INDUCCIÓN TEMPLE POR RAYO LÁSER TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO
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TEMPLE SUPERFICIAL A LA LLAMA
SOPLETE ACETILENO/PROPANO A 2000/3000ºCCALOR A INTERVALOSSOLO LA SUPERFICIE SE AUSTENIZASE CONSIGUEN CAPAS DURAS DE 0.8 A 6.5 mmMEJORA FATIGA POR TENSIONES RESIDUALESREVENIDO POSTERIORINCONV.CONTROLAR LA PROFUNDIDAD TEMPLE
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TEMPLE POR INDUCCIÓN
LEY DE INDUCCIÓN DE LENZ.EFECTO JOULE:EL ESPESOR DEPENDE INVERS. DE LA f DEL CAMPOESPESORES DESDE 0,4 a 9 mmDESPUES DEL CICLO DE CALENTEMIENTO, TEMPLE.
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TEMPLE POR RAYO LÁSERRAYO LÁSER: RADIACCIÓN INFRARROJAPRODUCE CALOR AL IMPACTAR CON SUP. METALAUTOTEMPLE DEBIDO AL GRADIENTE TÉRMICOPROFUNDIDADES < 2mmEQUIPO CAROÚTIL EN PIEZAS CON SUPERFICIES DE DIFICIL ACCESO
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TEMPLE POR BOMBARDEO ELECTRÓNICO
oBOMBARDEO POR CHORRO ELECTRÓNICOoCARACTERÍSTICAS SIMILARES AL RAYO LÁSER
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T.TERMOQUÍMICOSCALENTAMIENTOS Y ENFRIAMIENTOS PARA AÑADIR NUEVOS ELEMENTOS Y MODIFICAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA SUPERFICIAL
SE MEJORA LAS PROPIEDADES SUPERFICIALES: R. AL DESGASTE, DUREZA Y R. A CORROSIÓN
CEMENTACIÓN, NITRURACIÓN, CARBONI- TRURACIÓN, SULFINIZACIÓN.
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CEMENTACIÓNAÑADIR CARBONO POR DIFUSIÓN A 900ºC EN ACEROS <0,3%CAUMENTA LA DUREZA SUPERFICIALSE REALIZA MEDIANTE ATMOSFERA CARBURANTE
2CO CO₂ ₊ CEL C ABSORBIDO DEPENDE DE :oCOMPOSICIÓN QUÍMICA ACEROoNATURALEZA ATMOSFERA CARBURANTEoTEMPERATURA Y TIEMPOZONAS: CAPA CEMENTADA Y ALMACAPA DURA (25%-50%) DE LA CEMENTADASE REALIZA REVENIDO PARA ELEMINAR TENSIONESDESCARBURACIÓN DEL ACERO
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NITRURACIÓNENDURECIMIENTO SUPERFICIAL EXTRAORDINARIO MEDIANTE N EN UNA ATMOSFERA DE AMONIACO
2NH₃ 2N ₊ 3H₂ TEMPERATURA 500ºC↝TEMPLE Y REVENIDO ES PREVIO Y NO POSTERIOEL N SE INTRODUCE PARA FORMAR NITRUROS (AL,W) INSOLUBLES, NO COMO SOLUCIÓN SÓLIDA.AUMENTO DE VOLUMEN QUE PROVOCA DUREZAEL ACERO DEBE SER <0,4% C Y CON ALLA NITRURACIÓN AUMENTA LA R A LA FATIGA Y A LA CORROSIÓN.AL,Cr,w,Mo,V: FORMADORES DE NITRUROS
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CARBONITRURACIÓNAUMENTO DE DUREZA POR ABSORCIÓN DE C-NATMOSFERA CEMENTANTE MÁS NITRÓGENOTEMPERATURA ENTRE 750º-800ºCN AUMENTA LA TEMPLABILIDAD DEL ACEROENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SOLIDA DE C-NNO ES NECESARIO LOS FORMADORES DE NITRUROSDUREZA ALCANZADA INFERIOR A LA NITRURACIÓNREVENIDO POSTERIOR BAJA T <175ºCTRATAMIENTO PARA PIEZAS DE GRAN ESPESORCIANURACIÓN: EN BAÑOS Y NO ATMOSFERA GASEOSA
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SULFINIZACIÓN
oINCORPORA C, N, S EN BAÑO A 565ºCoDOS SALES: DE CIANURACIÓN Y AZUFREoAUMENTO RESISTENCIA AL DESGASTEoDISMINUYE SU COEFICIENTE DE ROZAMIENTOoSE FAVORECE LA LUBRICACIÓN
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TRATAMIENTOS MECÁNICOSMEJORAN LAS CARACTERÍSTICAS METÁLICAS POR DEFORMACIÓN EN CALIENTE O EN FRÍOCALIENTE: FORJA.
AFINA EL GRANO, ELIMINA SOPLADURAS Y CAVIDADES
FRÍO: DEFORMACIÓN POR TREFILADO, LAMINACIÓN O GOLPEO A T AMBIENTE
AUMENTA LA DUREZA Y RESISTENCIADISMINUYE LA PLASTICIDAD Y DUCTILIDAD
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TRATAMIENTOS SUPERFICIALESMODIFICA SUPERFICIE SIN VARIAR COMPOSICIÓNNO ES NECESARIA LA APORTACIÓN DE CALORCROMADO:
Cr SOBRE LA SUPERFICIEDISMINUYE EL ROZAMIENTOINCREMENTA DUREZA SUPERFICIAL Y R. DESGASTE
METALIZADO: PULVERIZACIÓN DE METAL FUNDIDO SOBRE LA SUPERFICIE DE OTRO.