3 etapas do processo de tratamento térmico | Básico de tratamento térmico

3 etapas del proceso de tratamiento térmico | Tratamiento térmico básico

El tratamiento térmico es el método mediante el cual se calienta y enfría el metal en una serie de operaciones específicas sin fundirlo. El objetivo del tratamiento térmico es hacer que un metal sea más útil cambiando o restaurando sus propiedades mecánicas. Mediante el tratamiento térmico, un metal puede volverse más duro, más fuerte y más resistente al impacto. Además, el tratamiento térmico puede hacer que un metal sea más blando y dúctil. Algunas propiedades mejoran a expensas de otras; por ejemplo, endurecer un metal puede hacerlo quebradizo y difícil de mecanizar.

TEORÍA DEL TRATAMIENTO TÉRMICO

Los distintos tipos de procesos de tratamiento térmico son algo similares porque todos implican calentamiento y enfriamiento; Se diferencian en las temperaturas de calentamiento y las velocidades de enfriamiento utilizadas y en los resultados finales. Los métodos habituales de tratamiento térmico de metales ferrosos (metales con hierro) son el recocido, normalizado, endurecido y revenido. La mayoría de los metales no ferrosos se pueden recocer, pero nunca templar, normalizar o endurecer.

El tratamiento térmico exitoso requiere un control estricto de todos los factores que afectan el calentamiento y enfriamiento de un metal. Este control sólo es posible cuando se dispone del equipo adecuado. El horno debe ser de tamaño y tipo adecuados y estar controlado de manera que las temperaturas se mantengan dentro de los límites prescritos para cada operación. Incluso la atmósfera del horno afecta el estado del metal que se trata térmicamente. La atmósfera del horno está formada por los gases que circulan a través de la cámara de calentamiento y rodean el metal a medida que se calienta. En un horno eléctrico, la atmósfera es aire o una mezcla controlada de gases. En un horno de combustible, la atmósfera es una mezcla de gases resultantes de la combinación de aire y gases liberados por el combustible durante la combustión. Estos gases contienen diversas proporciones de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, vapor de agua y otros hidrocarburos diversos. Los hornos que funcionan con combustible pueden proporcionar tres atmósferas distintas cuando se varían las proporciones de aire y combustible.

Se denominan oxidantes, reductores y neutros.

ETAPAS DEL TRATAMIENTO TÉRMICO

El tratamiento térmico se lleva a cabo en tres grandes etapas:

Paso 1: calienta el metal lentamente para asegurar una temperatura uniforme

Etapa 2: inmersión (mantenimiento) del metal a una temperatura determinada durante un tiempo determinado y enfriamiento del metal a temperatura ambiente.

Paso 3: enfríe el metal a temperatura ambiente.

pasos del tratamiento térmico pasos del tratamiento térmico

ETAPA DE CALENTAMIENTO

El principal objetivo en la etapa de calentamiento es mantener temperaturas uniformes. Si se produce un calentamiento desigual, una sección de una pieza puede expandirse más rápidamente que otra y provocar distorsiones o grietas. Se logran temperaturas uniformes mediante un calentamiento lento. La velocidad de calentamiento de una pieza depende de varios factores. Un factor importante es la conductividad térmica del metal. Un metal con alta conductividad térmica se calienta más rápidamente que uno con baja conductividad. Además, el estado del metal determina la velocidad a la que se puede calentar. La velocidad de calentamiento de las herramientas y piezas endurecidas debe ser más lenta que la de los metales no sometidos a tensión o sin tratar. Finalmente, el tamaño y la sección transversal figuran en la velocidad de calentamiento. Las piezas con una sección transversal grande requieren velocidades de calentamiento más lentas para permitir que la temperatura interna permanezca cerca de la temperatura de la superficie, evitando deformaciones o grietas. Las piezas con secciones transversales irregulares experimentan un calentamiento desigual; sin embargo, es menos probable que estas piezas se agrieten o deformen excesivamente cuando la velocidad de calentamiento se mantiene lenta.

ETAPA DE INMERSIÓN

Una vez que el metal se calienta a la temperatura adecuada, se mantiene a esa temperatura hasta que se produzcan los cambios estructurales internos deseados. Este proceso se llama INMERSIÓN. El periodo de tiempo mantenido a la temperatura adecuada se denomina PERIODO DE IMPULSIÓN, el cual depende del análisis químico del metal y de la masa de la pieza. Cuando las piezas de acero tienen una sección transversal irregular, el período de inmersión viene determinado por la sección más grande. Durante la etapa de remojo, la temperatura del metal rara vez se lleva de la temperatura ambiente a la temperatura final en una sola operación; en cambio, el metal se calienta lentamente hasta una temperatura justo por debajo del punto en el que se produce el cambio y luego se mantiene a esa temperatura hasta que el calor se iguala en todo el metal. Este proceso se llama PRECALENTAMIENTO. Después del precalentamiento, el metal se calienta rápidamente hasta la temperatura final deseada. Cuando los separadores tienen un diseño complejo, puede ser necesario precalentarlos a más de una temperatura para evitar grietas y deformaciones excesivas. Por ejemplo, supongamos que es necesario calentar una pieza compleja a 815 °C (1500 °F) para endurecerla. Esta pieza se puede calentar lentamente a 600 °F (316 °C), remojar a esta temperatura, luego calentar lentamente a 1200 °F (649 °C) y luego remojar a esa temperatura. Después del precalentamiento final, la pieza debe calentarse rápidamente hasta la temperatura de endurecimiento de 815°C (1500°F).

ETAPA DE ENFRIAMIENTO

Una vez empapado el metal, debe volver a temperatura ambiente para completar el proceso de tratamiento térmico. Para enfriar el metal, se puede poner en contacto directo con un MEDIO ENFRIADOR, ya sea gaseoso, líquido, sólido o cualquier combinación de estos. La velocidad de enfriamiento depende del metal y de las propiedades finales. La velocidad de enfriamiento también depende del medio refrigerante; por tanto, la elección del medio refrigerante tiene una influencia importante en las propiedades finales. El enfriamiento es el procedimiento utilizado para enfriar rápidamente el metal en aceite, agua, salmuera u otro medio. Debido a que la mayoría de los metales se enfrían rápidamente durante el proceso de endurecimiento, el temple a menudo se asocia con el endurecimiento; sin embargo, el temple no siempre da como resultado una mayor dureza; por ejemplo, para recocer el cobre, normalmente se enfría en agua. Otros metales, como los aceros endurecidos al aire, se enfrían a un ritmo relativamente lento para endurecerse. Algunos metales se rompen o deforman fácilmente durante el enfriamiento, mientras que otros no sufren ningún efecto; por lo tanto, el medio de enfriamiento debe elegirse según el metal. Se utiliza salmuera o agua para metales que requieren una velocidad de enfriamiento rápida, y las mezclas de aceites son más adecuadas para metales que necesitan una velocidad de enfriamiento más lenta. Generalmente, los aceros al carbono se endurecen en agua y los aceros aleados se endurecen en aceite. Los metales no ferrosos normalmente se enfrían en agua.

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