Tratamientos Termicos Para Metales No Ferrosos

8/20/2019 Tratamientos Termicos Para Metales No Ferrosos

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TRATAMIENTOS TÉRMICOS PARAMETALES NO FERROSOS

ASPECTOS GENERALES:

Las propiedades de un metal dependen tanto de su composición como de las fasesy microconstituyentes presentes, las cuales, a su vez, dependen del tratamientotérmico.

Los principios más importantes en el estudio de los tratamientos térmicos de los noferrosos son:

- Difusión (incide en la mayoría de los tratamientos térmicos).- ecocido post tra!a"o en frio: #omo$enización.- Endurecimiento por precipitación.

Diu!ión: La razón de los cam!ios de estructura es usualmente controlada por larazón en %ue cam!ian de posición los átomos en la red cristalina. La difusión puedeocurrir por distintos mecanismos, por e"emplo, en al$unas aleaciones se puede verdifusión por intercam!io directo o por intercam!io de anillo. &in em!ar$o, en lamayoría de los metales y aleaciones, la difusión ocurre por el movimiento devacancias. Las vacancias están presentes en una red cristalina en e%uili!rio como

consecuencia de la diferencia de ener$ía li!re %ue favorece su esta!ilidad. 'l eistiruna vacancia, se necesita muco menos ener$ía para %ue un átomo cam!ie deposición %ue en el caso del intercam!io directo o el de anillo.

• Difusión en 'leaciones: *n el si$uiente es%uema, los metales son solu!les el

uno al otro, de no ser así, al a!er una cantidad suficiente de aleante paraso!repasar el límite de solu!ilidad, este comienza a precipitar en una se$undafase.


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• Difusión en el !orde de $rano: La difusión en !ordes de $rano, o en $eneral, en

superficies li!res, es muco más veloz %ue a%uella %ue se da dentro del interiordel cristal. *n los !ordes de $rano, se ace importante su influencia en laprecipitación y los cam!ios de fase en el !orde. ' medida %ue la temperaturadecrece, la difusión en el !orde de $rano se ace más importante

Recocido:

• Dislocaciones: "ue$an un papel fundamental en la deformación plástica, pues

disminuyen la ener$ía necesaria para %ue se produzca el deslizamiento de losátomos en la red cristalina.


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• *fectos del tra!a"o en frio en las propiedades y microestructura: aumento de las

dislocaciones, las cuales se encuentran entre ellas, restrin$iendo sumovimiento, lue$o, se re%uiere un aumento en la car$a para continuardeformando.


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*n $eneral, el tra!a"o en frio aumenta la dureza y resistencia y disminuye laductilidad. +am!ién incrementa la resistencia eléctrica, de!ido a %ue alaumentar la densidad de dislocaciones esto dispersa a los electrones.

• ecuperación, ecristalización y recimiento de rano: en los metales o

aleaciones deformadas en frio, eiste un límite de deformación plástica %uepueden a$uantar sin fracturarse. &in em!ar$o, es posi!le devolver al metal oaleación una estructura similar a la anterior al tra!a"o en frio mediante untratamiento térmico, permitiendo así %ue el material pueda se$uir siendodeformado. *ste tratamiento es el recocido.


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*n la re$ión de recuperación, %ue corresponde a cortos tiempos de mantencióna la temperatura de recocido o !ien !a"as temperaturas de recocido, semantiene constante la dureza o incluso puede aumentar levemente, esto sede!e a %ue las dislocaciones se reacomodan por activación térmica en lu$aresun poco más esta!les, dificultando así aun más su movimiento. *stosreacomodamientos permiten tam!ién recuperar al$unas propiedades propiasdel metal antes de la deformación en frio, como por e"emplo la resistenciaeléctrica.

Los cam!ios más importantes se dan en la etapa de recristalización, en la cualse ve %ue aparecen pe%ueos n/cleos de cristales en las re$iones de altadensidad de dislocaciones. *stos contienen una !a"a densidad de

dislocaciones (como antes de la deformación en frio). on el tiempo, aparecenmás n/cleos y los %ue esta!an comienzan a crecer en la matriz deformada enfrio, lle$ando eventualmente a encontrarse unos con otros y asídesapareciendo la matriz ori$inal deformada. *n este periodo, las tensionesdisminuyen drásticamente. 'l se$uir creciendo el tamao de $rano, disminuyeel área de !ordes de $rano y disminuye la dureza del metal o aleación.

• 0actores %ue afectan la recristalización: en $eneral, se de!e determinar la

temperatura de recocido. Dos de los factores %ue más influyen en este

parámetro son el tiempo de recocido y la cantidad de tra!a"o en frio previo.


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La composición %uímica tam!ién influye en la temperatura de recocido. *n

soluciones sólidas eisten casos en %ue la presencia de un pe%ueo porcenta"ede soluto puede causar cam!ios importantes en la temperatura derecristalización1 por e"emplo, un 2,234 de plata en el co!re puede aumentar de5627 a 8627 o más la temperatura de recristalización. Lue$o, esta aleaciónse puede utilizar cuando el metal es tra!a"ado en frio y lue$o calentado paraeliminar las tenciones, de esta manera es posi!le evitar la recristalización.


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Endurecimiento por Precipitación: cuando se necesita o!tener altas resistencias,es com/n desarrollar aleaciones en las cuales su estructura consiste en partículas%ue impiden el movimiento de las dislocaciones en una matriz d/ctil. 9ientras mayor es la dispersión para una misma cantidad de partículas, mayor es la resistencia delmaterial. *sto se puede lo$rar al ele$ir una aleación en la cual a altas temperaturaseista una sola fase, pero %ue al disminuir la temperatura precipite otra fase en lamatriz. ' partir de esto, se desarrolla un tratamiento térmico específico para poderlo$rar la distri!ución correcta del precipitado en la matriz. *ste es el proceso llamadoendurecimiento por precipitado o enve"ecimiento. onsiste en la formación de$rupos de átomos solutos coerentes, es decir en la misma fase %ue el solvente.*sto creará un aumento en las tensiones internas de!ido a la diferencia de tamaoentre los átomos del soluto y del solvente. *sta situación provoca una esta!ilizaciónde las dislocaciones, %ue al %uedar atrapadas, pierden movilidad aumentando ladureza de la aleación.

&in em!ar$o, si los precipitados son semicoerentes o incoerentes (formación desu!$ranos con estructura diferente a la del soluto), o simplemente no son capacesde reducir la plasticidad, las dislocaciones pueden fácilmente pasar por entre las

partículas !a"o la acción impulsora de un esfuerzo cortante. &e determina si una fase


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de precipitado es coerente o no a partir de las diferencias entre las distanciasatómicas de la red de la matriz y la del precipitado.

• +ratamiento +érmico de &olución: un prerre%uisito para lo$rar endurecimiento

por precipitación es la capacidad de una aleación de lo$rar dentro de al$/nran$o de temperatura %ue el soluto se disuelva completamente en el solventeconsi$uiendo así una estructura monofásica.

Lue$o, esta estructura se o!tiene a temperatura am!iente a través de unenfriamiento rápido (temple), %uedando una estructura inesta!le de!ido a unaso!resaturación respecto del soluto.

• roceso de recipitación: lue$o del enfriamiento, la precipitación se o!tiene por

enve"ecimiento natural (a temperatura am!iente) o al recalentar asta una cierta

temperatura, menor a la de transformación, y mantener por un cierto tiempo(enve"ecimiento artificial). *n ese momento, en re$iones localizadas comienza anuclear el precipitado, empo!reciendo del aleante a sus alrededores. De estaforma, se crea un $radiente de concentración %ue estimula la difusión de losátomos de soluto adyacentes de la matriz, consecuentemente el tamao delprecipitado aumenta (ley de 0ic;).


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• ontrol de recipitación a través del +ratamiento +érmico: para o!tener

propiedades específicas, el tratamiento térmico de precipitación está

determinado empíricamente. 'ltas temperaturas de precipitación, en $eneral,están asociadas a !a"as frecuencias de nucleación y por lo tanto, a unadistri!ución de precipitado poco fino.*n la mayoría de las aleaciones, el endurecimiento por precipitado no es tansimple, de!ido a la aparición de una o más confi$uraciones o precipitados de noe%uili!rio. *"emplo 'leación 'luminio-o!re:


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• *ndurecimiento por recipitación: la alta resistencia se de!e a la dispersión

final de los precipitados como resultado del tratamiento de precipitación. *n elcaso del 'l-6u se puede so!repasar ampliamente la dureza de temple con eltratamiento de precipitación y las máimas durezas no se alcanzan al precipitar

la fase esta!le


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"omo#eni$ación de Pie$a! Fundida!: es uno de los tratamientos térmicos másimportantes. &e lleva a ca!o antes de la ela!oración mecánica del lin$ote fundido. *ltiempo y la temperatura son dimensiones fundamentales %ue definen el tratamiento ydependen de la razón de difusión y de la estructura inicial.

• 0ormación de la dendrita:

• *n la mayoría de las aleaciones es com/n la formación de se$re$ación %uímica

intersticial durante la formación de las dendritas.


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ara el caso mostrado en la ima$en, la solidificación comienza a la temperatura+2. or re$la de la palanca, al comenzar la solidificación, la composición deln/cleo del cristal será de 524?. *n la medida %ue el cristal aumenta su tamaodado un decremento en la temperatura, el porcenta"e de ? en el cristal iráaumentando (*".: a +5 tendrá >24?). La solidificación continuará astatemperaturas !a"o la mínima, de!ido a los residuos %ue %uedan, esto será asta%ue el promedio de la composición de ? en el cristal sólido alcance un 824 ypor lo tanto la composición de la /ltima capa solidificada será, en éste caso, de624?. *ste es el caso para un enfriamiento rápido, pues cuando éste es lento,la permanencia a altas temperaturas fomenta la difusión, permitiendo %ue elcristal ten$a una composición más omo$énea.


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AL%MINIO

*s el elemento metálico más a!undante en la corteza terrestre.*l más utilizado (de los no ferrosos) en la industria.

@enta"as: !uena apariencia, li$ero (densidad A >,B C$cm8E vs 'cero: B,F3 C$cm8E),ma%uina!le, resistente a la corrosión.


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Go es ferroma$nético, tiene !uena conductividad eléctrica y térmica. 'luminio puro y al$unas aleaciones en !ase a 'l son de muy !a"a resistencia ydureza, pero al$unas aleaciones poseen resistencia superior a la del aceroestructural.

'luminios 'leados:&e dividen en dos $randes $rupos: 'leaciones de colada y 0or"ados.9ucas aleaciones responden a tratamientos térmicos !asados en solu!ilidades defases, las cuales incluyen +ratamiento +érmico de &olución, +emple, recipitación,etc. *stos tratamientos de descri!en de manera particular para cada tipo dealeación (de colada o for"ada). 9ucas aleaciones for"adas !asan su composiciónen el endurecimiento por tra!a"o a través de reducción mecánica, com!inados convarios procedimientos de recocido para el desarrollo de las propiedades.


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• Desi$nación comercial del aluminio y sus aleaciones:

'luminios de 0or"a:

De acuerdo con el sistema adoptado por la 'luminium 'ssociation lasaleaciones de aluminio se desi$nan con un n/mero de 6 dí$itos (HIII). *lprimero desi$na el tipo de aleación como se indica en la si$uiente ta!la:

'%uellas %ue comienzan en >, J y B son las series trata!les térmicamente, delas cuales la J es la más com/nmente usada en aplicaciones estructurales.

Los tres si$uientes dí$itos desi$nan la pureza del aluminio en el primer caso, yen los demás indica el porcenta"e de aleación. 'demás, esta desi$nación puede ir acompaada de letras y n/meros paraespecificaciones más completas:

- K: la pieza a sido recocida (K5: 'lta temperatura y enfriamiento lento1 K>:+ratamiento +ermomecánico1 K8: #omo$eneizado)

- #: indica el estado de acritud de una pieza- T: la aleación a sido endurecida mediante un tratamiento térmico


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- 0: indica %ue se trata de una aleación en estado !ruto- &: se usa cuando los materiales, después de a!er pasado por un tratamiento

térmico %uedan con una estructura inesta!le y sufren enve"ecimiento natural

'luminios 0undidos:

'dicionalmente a los tres dí$itos %ue indican un ran$o de composición de loselementos en la aleación, tam!ién se adiciona una letra previa para distin$uirpe%ueas diferencias en el porcenta"e de aleación o en el porcenta"e de

impurezas, las cuales tienen efectos considera!les en la aleación. +am!ién sediferencian con un di$ito decimal posterior %ue desi$na la aplicación de laaleación:

- III.2: fundición.- III.5: lin$ote usado para acer la fundición.- III.>: lin$ote usado para fundición (cuando eisten limitaciones %uímicas más

estrictas %ue en III.5)

*"emplo para la desi$nación 83J:


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+ratamiento térmico:

+ratamientos +érmicos en el 'luminio

sualmente el término se aplica para tratamientos %ue tienen como o!"etivoendurecer la aleación o aumentar su resistencia, a ecepción del recocido. 'partir de aí, se pueden dividir las aleaciones de aluminio en a%uellas %ue sonMtrata!les térmicamenteN y a%uellas %ue son Mno trata!les térmicamenteN. or lotanto, a%uellos %ue son trata!les térmicamente responderán a cierto tipo deestos tratamientos aumentando de manera considera!le su dureza yresistencia. *l /nico tipo de tratamiento térmico aplica!le a una aleación no

trata!le térmicamente es el recocido.


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• recipitación de una solución sólida:

na aleación será enduresi!le por precipitación siempre %ue, en el e%uili!rio,ésta aumente la solu!ilidad al aumentar la temperatura (temperaturas menoresa la de fusión). Lue$o, a%uellos %ue no cumplan con esta condición sonconsiderados en su mayoría como aleaciones no trata!les térmicamente(*"emplo: 'luminio-&ilicio y 'luminio-9an$aneso). Las aleaciones %ue me"orresponden a este tipo de tratamiento son:

- &istemas de 'luminio-co!re de!ido a u'l>- &istemas de 'luminio-o!re-9a$nesio (el ma$nesio intensifica la precipitación)- &istemas de 'luminio-9a$nesio-&ilicio de!ido a 9$>&i- &istemas de 'luminio-Oinc-9a$nesio de!ido a 9$On>- &istemas de 'luminio-Oinc-9a$nesio-o!re.

*n $eneral, para el endurecimiento por precipitación se re%uiere la formaciónde un precipitado %ue %uede finamente disperso lue$o de un proceso deenve"ecimiento. *sto no solo se lo$ra !a"o la temperatura de solu!ilidad dee%uili!rio, pues tam!ién es posi!le !a"o una !reca de misci!ilidad metaesta!leconocida como línea de solu!ilidad de la zona uinier-reston (). &uformación se ve favorecida al a!er una so!resaturación de vacancias, lascuales me"oran la difusión.

*s necesario tam!ién %ue el precipitado %uede en la misma confi$uracióncristalina %ue la del solvente (coerente), de!ido a %ue de esta forma es

posi!le lo$rar desa"ustes en la red cristalina del solvente de!ido a la diferenciaen el tamao de los átomos y como consecuencia de esto, un aumento en lastensiones internas.

*l tamao de las zonas está en el ran$o de las decenas de 'n$stroms(52-52 CmE) en su diámetro y tienen un efecto de distorsionamiento de la redcristalina superior al de fases distintas. &u posicionamiento en la estructuracristalina produce $randes tensiones, las cuales derivan en $randes cam!iosen las propiedades mecánicas de la aleación.Las zonas , al ser metaesta!les, se disuelven con la presencia deprecipitados más esta!les, resultando en una estructura final solo conprecipitado esta!le (de e%uili!rio), el cual no contri!uye de manera tanconsidera!le al endurecimiento.

recipitación en aleaciones A'uminio(co)re:


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&e puede o!servar un aumento en la solu!ilidad del co!re en el aluminio amedida %ue aumenta la temperatura, desde 2.>24 a >32 7 asta un máimode 3.J34 a la temperatura eutéctica y de fusión de 36F 7. Dentro de eseran$o de composición es posi!le encontrar dos tipos de estados de e%uili!riosólidos: so!re la línea MsolvusN el co!re es totalmente solu!le, y !a"o la líneaMsolvusN es posi!le o!servar dos fases sólidas, la solución sólida P y el

compuesto intermetálico < ('l>u). Lue$o, cuando esta aleación es calentada ala temperatura de solu!ilidad completa, y lue$o de permanecer un tiempo esenfriada !a"o solvus, la solución sólida comenzará a so!resaturarse y laaleación !uscará la do!le fase de e%uili!rio, entonces a!rá una tendencia dela aleación de formar la se$unda fase mediante la precipitación.*n la realidad, tam!ién se forma una variedad de otras estructuras deprecipitación de no e%uili!rio durante el enfriamiento. ara las aleaciones 'luminio-co!re se desarrolla una sucesión de precipitados a partir de unasolución sólida so!resaturada (&&&) enfriada rápidamente. *sto puede ser demanera secuencial o con un aumento de temperatura lue$o del enfriamiento.

&&& zonas


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La mayoría se !asa en sistemas ternarios o cuaternarios en referencia a lossolutos involucrados en el aumento de la resistencia por precipitación. Las %ueme"or responden al tratamiento de precipitación son las pertenecientes a lasseries comerciales >, J y B en aleaciones for"adas (ecepto B2B>), yen las de colada, >.2, 8.2 y B.2. La mayoría de las aleaciones trata!lestérmicamente contienen como aleante al ma$nesio, com!inado con uno o máselementos como co!re, silicio y zinc. *n al$unos casos, el ma$nesio estápresente en pe%ueas cantidades para acentuar el efecto de los otroselementos, y en otros casos, como en las aleaciones de la serie J, elma$nesio y el silicio están presentes en una proporción suficiente para poderformar 9$>&i. 'l$unas otras contienen solo co!re o co!re y silicio comoprincipales aleantes.Las aleaciones de la serie J no son tan enduresi!les como las > y B,

pero sí tienen la venta"a de tener !uena conforma!ilidad, solda!ilidad,ma%uina!ilidad y resistencia a la corrosión, con valores medios de resistencia.La mayoría de las aleaciones trata!les térmicamente ei!en m/ltiples etapasde precipitación, las cuales inducen cam!ios en la resistencia (tal como el casodel aluminio-co!re).

*fectos en las propiedades físicas y electro%uímicas:

La precipitación no solo afecta a las propiedades mecánicas de las aleaciones,

sino %ue tiene repercusiones en las propiedades físicas (densidad,conductividad eléctrica y térmica) y electro%uímicas (potencial de solución). 'nivel su!microscópico, en la microestructura, las propiedades electro%uímicasdesarrollan cam!ios punto a punto %ue resultan en una microestructura nouniforme, lo cual eplica cam!ios en la resistencia a la corrosión.La medida de los cam!ios en las propiedades físicas y electro%uímicas a "u$ado un rol importante en la completa descripción de las reacciones en laprecipitación y, por lo tanto, es com/nmente usado para determinar si unaaleación a sido correctamente tratada térmicamente. ero, aun%ue estaspropiedades pueden ser indicativas del nivel de resistencia mecánica del

producto de!ido al tratamiento térmico, no es posi!le !asarse en ellas paradeterminar si un producto cumple o no con los límites especificados en suspropiedades mecánicas.Los elementos en solución sólida son siempre más per"udiciales para laconductividad eléctrica %ue los mismos elementos formando compuestosintermetálicos.

Tratamiento T*rmico para e' Endurecimiento por Precipitación :


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*l aumento en la resistencia de una aleación se o!tiene lue$o de tres pasos- +ratamiento térmico de solución: disolución de las fases solu!les.- *nfriamiento rápido: o!tención de la so!resaturación.- *ndurecimiento por enve"ecimiento: precipitación de los átomos de soluto (por

método de enve"ecimiento natural o por tratamiento térmico de enve"ecimiento

artificial).


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• +ratamiento térmico de solución

*s un proceso estrictamente necesario para poder o!tener un posteriorendurecimiento por precipitación. &u o!"etivo es lo$rar en una solución sólida la

mayor cantidad de elemento solu!le para el endurecimiento. *l procesoconsiste en someter la aleación a una temperatura suficientemente alta ydurante un tiempo considera!le para lo$rar la solución sólida de maneraomo$énea en el material.La temperatura del tratamiento se determina de acuerdo a la cantidad dealeantes presentes y para la mayoría de los casos se permite un ran$oacepta!le de variación en referencia a la temperatura nominal. 'l$unos casosde aluminios altamente aleados o de alta resistencia o en %ue se necesitacontrolar la tenacidad es necesario tener mayor precisión.

&o!recalentamiento:&e de!e tener muco cuidado de no so!repasar la temperatura de fusióneutéctica, pues es posi!le afectar propiedades como resistencia a la tensión,ductilidad y tenacidad a tal punto de acerlos inacepta!les por especificación.&i el límite de $rano se funde por el so!recalentamiento, es imposi!ledeterminarlo si no se ace mediante una prue!a destructiva.

alentamiento insuficiente:uando las piezas o partes de piezas tratadas térmicamente %uedan le"os delran$o de temperatura necesario para la solu!ilidad, ésta es incompleta y por lotanto, la resistencia %ueda por de!a"o de lo esperado.


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+iempo del tratamiento de &olución:*l tiempo re%uerido a la temperatura nominal del tratamiento térmico desolución para lo$rar un $rado satisfactorio de disolución (a partir de losconstituyentes de la fase solu!le no disueltos o precipitados) y conse$uir unasolución solida omo$énea, depende de la microestructura anterior altratamiento térmico. *ste tiempo puede variar desde menos de un minuto parao"as del$adas asta incluso unas >2 oras en el caso de $randes piezasfundidas en moldes de arena o yeso.

*n el caso de las piezas for"adas, se de!e tomar en cuenta los $radientes detemperatura entre el orno y la pieza y entre la superficie y el centro de la pieza.Los !aos de sales se calientan rápidamente, por lo tanto el tiempo deltratamiento corre a contar de la inmersión1 pero en un orno de aire, el tiempodel tratamiento comienza cuando todos los componentes del oro recuperan sutemperatura ori$inal (antes de in$resada la car$a).

MKidaciónN de 'lta +emperatura:


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'l a!er una atmósfera /meda dentro del orno, es posi!le %ue, a altastemperaturas, el idró$eno penetre las capas superficiales del aluminio pordifusión, lo cual puede resultar en el deterioro de al$unas propiedades en lasaleaciones de aluminio. 'l$unas aleaciones son más vulnera!les %ue otras a este tipo de falladependiendo de la composición y de la forma. Las aleaciones de la serie Bse$uidas de las > son las más suscepti!les1 las piezas de etrusión son las%ue se ven más afectadas. Las aleaciones de !a"a resistencia y las láminas yplacas M'lcladN son prácticamente inmunes.Los efectos de la #+K pueden afectar solamente la apariencia de la aleación,pero en al$unos casos, cuando afectan zonas cercanas a concentraciones deesfuerzos, disminuyen dramáticamente la resistencia a la fati$a.

•

*nfriamiento:*s la etapa más crítica de toda la secuencia de pasos del tratamiento térmicopara endurecer la aleación. *l o!"etivo es preservar la solución solida o!tenidaen el tratamiento de solución mediante un enfriamiento rápido astatemperaturas cercanas a la am!iente. ' la vez, es necesario %ue se manten$auna cierta cantidad de vacancias mínima para promover la difusión a !a"astemperaturas. Los átomos del soluto %ue precipitan en !ordes de $rano, o enotras partículas, así como las vacancias %ue mi$ran a re$iones desordenadascon muca rapidez, %uedan in/tiles para los propósitos del tratamiento y nocontri!uyen al aumento en la resistencia.

ara evitar este tipo de precipitado, %ue afecta las propiedades mecánicas y laresistencia a la corrosión, el enfriamiento de!e ser rápido y sin interrupciónasta la temperatura am!iente, de manera de o!tener una solución sólidaso!resaturada (la condición óptima para el endurecimiento por precipitación).ero la resistencia a la corrosión en al$unas aleaciones (aluminio-co!re,aluminio-zinc-ma$nesio) es me"or en enfriamientos más lentos.

ara evitar la precipitación durante el enfriamiento se re%uiere:- ontrolar el tiempo de traslado de la car$a entre el orno y el medio de

enfriamiento. *ste de!e ser lo suficientemente corto para evitar un pre

enfriamiento a !a"a velocidad.- n medio de enfriamiento con !uena capacidad de a!sorción de calor y con

velocidad de flu"o suficiente.

*fecto de la velocidad de enfriamiento en las propiedades:*n $eneral, altas resistencias en con"unto con una óptima tenacidad estánasociadas a mayores velocidades de enfriamiento, así como la resistencia a lacorrosión (ecepto en al$unas aleaciones enve"ecidas artificialmente y enespecial las de la serie B). &e de!e tener en cuenta las diferencias de

espesor, entre otros factores.*nfriamiento por inmersión en a$ua:


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&e re%uiere controlar la velocidad de enfriamiento durante la transferencia almedio de enfriamiento. *n el caso de las aleaciones de alta resistencia, elcriterio se !asa en una temperatura mínima de la pieza al ser sumer$ida porcompleto en el medio de enfriamiento.

• *ndurecimiento por recipitación:

0inalmente, el endurecimiento es o!tenido en el proceso de precipitación,posterior al tratamiento de solución y al de temple. Rsta se puede o!tener atemperatura am!iente después de al$unos días, pudiendo ser suficiente paravariados re%uerimientos. *s posi!le tam!ién a$re$ar un tratamiento a altastemperaturas para aumentar resistencia y dureza en piezas de colada ofor"adas. Ktras aleaciones son enduresi!les por precipitación solo a altastemperaturas. *n otros casos, el tra!a"o en frio inmediatamente después deltemple me"ora la respuesta de la aleación al tratamiento térmico deprecipitación (especialmente serie >).De las aleaciones trata!les térmicamente, en $eneral solo las de la serie >al ser endurecidas por precipitación natural o!tienen valores de resistencia,tenacidad y resistencia a la fati$a (alta so!resaturación y retención devacancias). &e especifican sus propiedades se$/n las o!tenidas al cuarto o%uinto día, pues después de ese tiempo éstas se mantienen relativamenteesta!les.

+ratamientos +érmicos de recipitación:


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&e llevan a ca!o a relativamente !a"as temperaturas (553-5S27) y en periodoslar$os de tiempo. &e de!e seleccionar un tamao y distri!ución óptimos delprecipitado. *n $eneral, solo una de las propiedades (resistencia mecánica,resistencia a la corrosión, límite elástico, etc.) podrá ser maimizada.Las propiedades varían dependiendo de la temperatura y tiempo detratamiento, al afectar directamente el tamao y distri!ución de los precipitados.

&e puede me"orar la resistencia com!inando tra!a"o en frio con enve"ecimiento,de!ido a %ue aumentan la nucleación de partículas precipitadas de!ido al

aumento de las tensiones, aun%ue se ve afectada la tenacidad.CO+RE


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*s usado ampliamente de!ido a su !uena conductividad eléctrica y térmica,resistencia a la corrosión, facilidad de fa!ricación, !uena resistencia y resistencia a

la fati$a. &on fácilmente solda!les.


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+ratamientos +érmicos en *l o!re

&e aplican al co!re y sus aleaciones los si$uientes tratamientos:- #omo$enización

- ecocido- *liminación de +ensiones- +ratamiento de &olución- *ndurecimiento por recipitación- *ndurecimiento por +emple y +emperin$

• #K9K*GTO'TUG:

&e somete a altas temperaturas para eliminar se$re$aciones %uímicas ometal/r$icas.&e aplica normalmente a aleaciones con amplio ran$o de solidificación, como!ronces al estao, cuproní%uel y !ronces al silicio.


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*l tiempo re%uerido para la omo$enización varía se$/n la aleación, el tamaode $rano y el $rado de omo$enización deseado.*ste proceso afecta ciertas propiedades mecánicas como la resistencia, dureza,límite elástico, elon$ación, etc.

•

*KTDK:

+ratamiento térmico utilizado para aumentar la ductilidad yo la tenacidad de unmetal o aleación. ?ásicamente es calentar, mantener a temperatura y enfriar elmaterial. ara descri!ir un proceso particular, se de!e especificar la velocidadde calentamiento, temperatura, tiempo de mantención a esa temperatura,atmósfera y velocidad de enfriamiento.

- roductos 0or"ados: la temperatura necesaria para aplicar el tratamiento a unmetal o aleación tra!a"ado en frio de!e ser suficiente para lo$rar la

recristalización.


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@aria!les del tratamiento:rimarias: temperatura y tiempo de mantenimiento.&ecundarias: tipo de fuente térmica y aplicación del calor, diseo del orno,atmósfera del orno y forma de la pieza.

'fectan: terminaciones, costos, uniformidad y resultados o!tenidos.


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*n mucos casos se aplica recocido a piezas fundidas con el o!"etivo decorre$ir los efectos de la solidificación.

• *GD*T9T*G+K D*L K?* H && 'L*'TKG*&

*isten principalmente dos tipos de tratamientos para lo$rar endurecimiento dellas aleaciones de co!re: calentando a altas temperaturas y lue$o endurecidos a!a"a temperatura mediante precipitación, o templando desde altastemperaturas a través de reacciones tipo martensíticas (!ronces al aluminio y alní%uel-aluminio).

- 'leaciones endurecidas a !a"as temperaturas:


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rincipalmente, en las aleaciones endurecidas por precipitación se !usca !uenaresistencia mecánica y !uena conductividad eléctrica, para lo cual se de!eefectuar un tratamiento %ue optimice am!as propiedades. Los principalespro!lemas y su causa de especifican en la si$uiente ta!la:

- *ndurecimiento por +emple y evenido:

'plica!le en !ronces al aluminio con una composición entre S a 55.34 dealuminio y !ronces al ní%uel-aluminio con F,3 a 55,34 de aluminio, los cualesresponden de manera práctica al endurecimiento por precipitación por unareacción tipo martensítica. ' mayores contenidos de aluminio la aleación sevuelve suscepti!le a a$rietamientos, y a menor composición de aluminio no seforma suficiente fase V a altas temperaturas, por lo cual no se lo$ra una !uenarespuesta al tratamiento de temple.


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?ronce al aluminio:

La microestructura de esta aleación varía se$/n el contenido de aluminio demanera similar a la variación del acero con el contenido de car!ono. *l templese lleva a ca!o so!re la temperatura normal de transformación, en el ran$ocomprendido entre 3J3 y JB37. ara la selección de la temperatura derevenido se de!e considerar las propiedades re%ueridas para la aleación apartede no perder la dureza o!tenida lue$o del temple. Gormalmente se mantienedurante dos oras a la temperatura ele$ida. *s importante el enfriamientorápido en el ran$o comprendido entre 3J3 y >B3 7 lue$o de terminar elrevenido, para evitar la formación de P-V eutectoide, pues esta fase enconsidera!les cantidades produce !a"a elon$ación, !a"a resistencia al impactoy, en al$una medida, disminuye la resistencia a la corrosión.

+I+LIOGRAFIA

- '&9 9etals #and?oo; @olume 6, #eat +reatin$.- London 9etal *can$e- ttp:in$emecanica.com - ttp:WWW.afsinc.or$filesima$esaluminum.pdf (+e 'merican 0oundry &ociety

+ i l D t )
http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn110.htmlhttp://www.afsinc.org/files/images/aluminum.pdfhttp://www.afsinc.org/files/images/aluminum.pdfhttp://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn110.html

Tratamientos Termicos Para Metales No Ferrosos

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