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Tratamientos térmicos TEMA 11 TECNOLOGÍA DE MATERIALES.

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1 Tratamientos térmicos TEMA 11 TECNOLOGÍA DE MATERIALES

2 11.1 Generalidades 11.2 Tratamientos térmicos fundamentales 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos ÍNDICE Tratamientos térmicos

3 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.1 Generalidades Modifica propiedades Tratamientos Térmicos Calentamiento Mantenimiento a temperatura Enfriamiento controlado Tratamientos térmicos Aleaciones metálicas

4 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.1 Generalidades En virtud de la facilidad de modificar la propiedades de un material, es habitual conformar el material en un estado microestructural que permita realizar estas operaciones con facilidad y rapidez y finalmente aplicar el tratamiento térmico. Tratamientos térmicos Otras veces, los propios procesos de conformado modifican en un sentido negativo las propiedades del producto, por lo que posteriormente se somete la pieza a tratamiento térmico posterior con objeto de lograr las propiedades finales requeridas.

5 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.1 Generalidades Polímeros modifian el grado de cristalización o varían el entrelazado molecular de sus estruturas Tratamientos térmicos Cerámicos alteran sus microestructuras finales TRATAMIENTOS TÉRMICOS

6 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.2 Tratamientos térmicos fundamentales microestructura de grano fino Normalizado: tratamiento térmico final con el que se obtiene una microestructura de grano fino, que sin llegar a la excelencia del tratamiento anterior, permite, a un menor coste, obtener unas propiedades suficientes para muchas aplicaciones. Tratamientos térmicos mejor comportamiento mecánico Temple y revenido: Tratamiento térmico doble cuya finalidad es lograr la microestructura óptima de utilización del material, ya que proporciona el mejor comportamiento mecánico del producto (combinación de resistencia y tenacidad). ablandar Recocido: El propósito principal de los tratamientos de recocido es ablandar la aleación con objeto de mecanizarla o conformarla con mayor facilidad. incrementar la resistencia Hipertemple y maduracion: tratamiento térmico final con el que se consigue incrementar la resistencia mecánica de una aleación mediante la precipitación controlada de algún compuesto intermetálico.

7 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.2 Tratamientos térmicos fundamentales uniformizar la microestructura y propiedades Homogeneización: tratamiento térmico con el que se consigue uniformizar la microestructura y propiedades de una pieza que presenta variaciones de composición química a lo largo de su sección o entre sus diferentes partes (segregación). Tratamientos térmicos devolverle al material las propiedades que tenía antes de la deformación Recristalización: tratamiento térmico que se realiza después del conformado en frío de una aleación con el propósito de devolverle al material las propiedades que tenía antes de la deformación (ablandarlo). eliminación de las tensiones residuales Relajación de tensiones: permite la eliminación de las tensiones residuales que pueden generar en el curso del conformado de cualquier producto. endurecer superficialmente Tratamientos superficiales: su finalidad es endurecer superficialmente la pieza con objeto de mejorar su resistencia a la fatiga o al desgaste. Tratamientos de cementación, nitruración, temple superficial, granallado…

8 TECNOLOGÍA DE MATERIALES Dilataciones o contracciones cambios dimensionales, generación de tensiones residuales e incluso agrietamientos y roturas de las piezas Tratamientos térmicos Modificaciones microestructurales modificacion de propiedades TRATAMIENTOS TÉRMICOS 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos Estos problemas son mayores cuando se utilizan velocidades de enfriamiento grandes (temple) Por estos motivos, cuando se trabaja con tolerancia tanto de forma como dimensionales muy ajustadas, suele resultar inevitable la realización de un mecanizado final después del tratamiento térmico

9 TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos Sobrecalentamiento: crecimiento excesivo de grano, debido a un mantenimiento excesivo a alta temperatura, que origina un deterioro de las propiedades mecánicas finales del producto Problemas durante los tratamientos térmicos Acero con elementos inhibidores Puede evitarse en parte añadiendo a la composición química de la aleación elementos que formen fases estables a alta temperatura que dificulten el movimiento de las fronteras de grano (Al, Nb, Ti, y V en aceros) Figura 11.3 Efecto de la temperatura en el crecimiento de grano de los aceros Figura 11.4 Microestructuras de aceros con diferente tamaño de grano

10 TECNOLOGÍA DE MATERIALES Quemado: se produce cuando la temperatura máxima alcanzada en el calentamiento es aún mayor que en el caso anterior, de tal manera que se sobrepasa ligeramente la línea solidus y se induce la fusión incipiente del material. Esta regiones se oxidarían inmediatamente, no existiendo posibilidad alguna de regeneración Tratamientos térmicos 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos

11 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos Tratamientos térmicos Figura 11.5 Descarburación superficial de un acero de 0.85% C Descarburación superficial Solución: horno con atmósfera controlada CO 2

12 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos Tratamientos térmicos Figura 11.6 Martensita con un 45% de austenita retenida Austenita retenida Descenso de la dureza y de la resistencia mecánica del material Aceros con alto contenido en Carbono, baja temperatura M s


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