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Tratamientos Térmicos Objetivos
Tema VII Tratamientos Térmicos Objetivos Conocer los principales tratamientos térmicos aplicados a los metales y aleaciones. Discriminar entre los mismos para aplicaciones comunes.
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Tratamientos Térmicos Conferencia 10 Sumario
Tema VII Tratamientos Térmicos Conferencia 10 Sumario Tratamientos térmicos Volumétricos. Tipos, objetivos y aplicaciones. Templabilidad. Tensiones internas. Defectos que se producen en el tratamiento volumétrico. Tratamientos térmicos superficiales. Temple superficial por alta frecuencia. Tratamientos termoquímicos del acero. Bibliografía Básica : Metalografía, Tomo I, A. P. Guliaev, pp W. Callister , pp
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keywords Heat treatment Hardening, surface hardening hardenability
Tempering Annealing Normalizing Precipitation heat treatment (precipitation hardening) Solution heat treatment and Aging Temper embrittlement Quenching, soaking
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Parámetros fundamentales del TT
Parámetros básicos del TT velocidad de calentamiento (régimen, Vc) Temp. de calentamiento. (Tc) tiempo de mantenimiento Velocidad de enfriamiento (medio de enfriamiento) Calentamiento Mantenimiento Enfriamiento tiempo
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Calentamiento Mantenimiento Enfriamiento
[Tc] Transformación de fases, solubilización o precipitación de la fase en exceso, recristalización [Vc] Tensiones internas Mantenimiento [Tm, tm] Homogenizar temperatura y composición química, completar la transformación (tiempo mínimo para evitar grano grueso, oxidación, descarburación) Enfriamiento [Ve,Te] Define la estructura final. Hay que minimizar las tensiones internas. (medios: salmuera, agua, aceite, aire, sales fundidas)
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Se requieren diferentes propiedades en la superficie y el núcleo
Tipos de tratamientos térmicos Se requieren diferentes propiedades en la superficie y el núcleo NO Tratamientos volumétricos SI Tratamientos superficiales
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Los tratamientos volumétricos pueden ser:
Recocido Normalizado Temple Revenido
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Tratamientos termicos volumétricos
Recocido: estructuras estables, eliminar tensiones surgidas en tratamientos mecánicos anteriores, facilitar maquinado posterior Enfriamiento en el horno, ablandamiento de recristalización de globulización completo incompleto
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Tratamientos termicos volumétricos
Normalizado: estructuras estables, eliminar tratamientos térmicos erróneos, mejorar estructura Enfriamiento al aire, estado de suministro
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Tratamientos termicos volumétricos
Temple: estructuras inestables o metaestables, aumentar dureza y resistencia Enfriamiento a V>Vc (generalmente salmuera, agua o aceite) temple
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Revenido Es un tratamiento que se aplica después del temple ; se calienta por debajo de la temperatura de transformación de fase, y persigue eliminar las tensiones surgidas durante el temple, así como transformar la austenita residual en martensita de revenido. Puede ser bajo, medio y alto en dependencia de la temperatura de tratamiento.(Revisar tema de Transformaciones)
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Revenido bajo: Revenido medio: Revenido alto:
<200 oC. Garantiza elevada dureza y resistencia. Revenido medio: Se utiliza para aumentar las propiedades elásticas Revenido alto: >426 oC. Se utiliza para aumentar la tenacidad El revenido a 300 oC provoca una disminución de resiliencia inevitable. (Fragilidad de Revenido de I tipo) Si el revenido se da entre 540 y 680 oC ha de enfriarse rápido para evitar la disminución de la resiliencia. (Fragilidad de Revenido de II tipo).
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Representación de los tratamientos térmicos en un diagrama TTT para un acero eutectoide.
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Precipitación de partículas de segunda fase (Envejecimiento)
Diagrama Al-Cu: comportamiento del precipitado (4,4 % Cu)
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Obtención del precipitado
coherente incoherente Desarrollo de la partícula de la fase en la aleación Al-Cu: desarrollo de zonas GP Fase intermedia ‘‘ Fase final CuAl2
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Obtención del precipitado
Evolución del endurecimiento en el tiempo
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Templabilidad
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Ensayo Jominy
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Banda de templabilidad para el acero 8640
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Factores que influyen en la templabilidad
Composición química de la aleación Medio de enfriamiento Forma y tamaño de la pieza
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Composición química
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La razón de enfriamiento dentro del interior de una pieza de acero varía con la posición y depende de su geometría y tamaño Agua Aceite
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Defectos que se producen en el TT
Dureza Insuficiente o excesiva (Tc o Venf inadecuadas Puntos blandos en el temple (Tc baja) Fragilidad excesiva (Tc muy alta, grano grueso, Tr inadecuada) Descarburacion y oxidacion (Uso de atmosferas no controladas) Torceduras, deformaciones, grietas: (tensiones excesivas o posición inadecuada)
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Tratamientos térmicos superficiales
Temple superficial a la llama, por alta frecuencia, por laser Tratamientos termoquímicos del acero cementación, nitruración, cianuración, cromización, aluminación
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Temple Superficial Alta velocidad de calentamiento (fuentes muy potentes y localizadas) Tiempo corto de tratamiento (no hay tiempo a que el núcleo alcance alta temperatura) Regulación de la profundidad de capa templada Campo alterno variable en el tiempo Corrientes de Foucault
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Tratamientos termoquímicos
Difusión de un elemento químico Cementacion (C) Nitruracion (N) Cianuracion (C y N) Cromización (Cr) Aluminizado (Al) Temperatura tiempo Algunos son tratamientos finales y otros iniciales
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Cementacion Aceros con < 0,25 %C Cem + T + Rev Bajo
Solida o gaseosa 1.1%C en la superficie Capas de ~ 1mm Elevadas durezas superficiales Alta resistencia a la fatiga
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Hiper eutectoide hipo mat. base
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Estudio Individual Tipos de Temple superficial. Discriminar entre ellos según aplicación Tipos de tratamientos termoquímicos. Aplicaciones típicas
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