TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos TEMA 11 Tratamientos térmicos

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

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

TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 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. 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.

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

Tratamientos térmicos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.2 Tratamientos térmicos fundamentales 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). 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. Recocido: El propósito principal de los tratamientos de recocido es ablandar la aleación con objeto de mecanizarla o conformarla con mayor facilidad. 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.

Tratamientos térmicos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.2 Tratamientos térmicos fundamentales 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). 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). Relajación de tensiones: permite la eliminación de las tensiones residuales que pueden generar en el curso del conformado de cualquier producto. 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…

Tratamientos térmicos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos TRATAMIENTOS TÉRMICOS Estos problemas son mayores cuando se utilizan velocidades de enfriamiento grandes (temple) Modificaciones microestructurales modificacion de propiedades Dilataciones o contracciones cambios dimensionales, generación de tensiones residuales e incluso agrietamientos y roturas de las piezas 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

Tratamientos térmicos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.3 Problemas durante los 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. 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

Tratamientos térmicos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos 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 TECNOLOGÍA DE MATERIALES Tratamientos térmicos 11.3 Problemas durante los tratamientos térmicos Descarburación superficial ↑CO2 Figura 11.5 Descarburación superficial de un acero de 0.85% C Solución: horno con atmósfera controlada

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