El contenido de carbono de la carburación suele dar lugar a una capa superficial enriquecida con carbono, que a menudo alcanza niveles entre el 0,8% y el 1,2% de carbono. Este proceso está diseñado para mejorar la dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de los aceros bajos en carbono, que inicialmente contienen niveles de carbono que oscilan entre el 0,05% y el 0,3%.
Resumen de la respuesta:
La carburación aumenta el contenido de carbono en la capa superficial de los aceros con bajo contenido de carbono entre un 0,8% y un 1,2%. Este proceso es crucial para mejorar las propiedades mecánicas del acero, como la dureza y la resistencia al desgaste.
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Explicación detallada:Composición inicial del acero:
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Los aceros utilizados habitualmente para la cementación, como el 12L14, el 1018 y el 8620, tienen un bajo contenido inicial de carbono (entre el 0,05% y el 0,3%). Este bajo contenido de carbono hace que el acero sea dúctil y fácil de conformar, pero no lo suficientemente duro para aplicaciones que requieren una alta resistencia al desgaste o a la fatiga.Proceso de carburación:
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Durante la carburación, las piezas de acero se calientan a altas temperaturas (normalmente entre 900°C y 1000°C o 1200F y 1600F) en una atmósfera rica en carbono o al vacío. Este entorno permite que el carbono se difunda en la superficie del acero, enriqueciéndolo con carbono. El proceso se controla para lograr un contenido de carbono en la capa superficial que oscila entre el 0,8% y el 1,2%, lo que se aproxima a la composición eutectoide del acero (0,8% de carbono).Propósito del aumento del contenido de carbono:
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El aumento del contenido de carbono en la capa superficial transforma la microestructura, promoviendo la formación de fases más duras como la martensita tras el enfriamiento posterior. El resultado es una capa superficial dura y resistente al desgaste, al tiempo que se mantiene un núcleo más blando y dúctil. Esta combinación es ideal para muchas aplicaciones mecánicas en las que las piezas deben soportar grandes tensiones y abrasiones.Control y optimización:
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El potencial de carbono en la atmósfera del horno durante la cementación debe controlarse cuidadosamente. Unos niveles incorrectos pueden provocar problemas como austenita retenida, oxidación de los límites de grano y agrietamiento de la superficie. Estos problemas pueden degradar las propiedades mecánicas del acero tratado.Consideraciones medioambientales y operativas:
Los métodos modernos, como la cementación al vacío (baja presión), ofrecen ventajas como la reducción del impacto ambiental (sin emisiones de CO2) y un mejor control del proceso de cementación. Este método utiliza acetileno como gas de cementación en un horno de vacío, lo que puede dar lugar a una distribución más uniforme del carbono y a mejores propiedades mecánicas.
En conclusión, la carburación es un proceso crítico que aumenta estratégicamente el contenido de carbono en la capa superficial de los aceros de bajo contenido en carbono para mejorar sus propiedades mecánicas, haciéndolos aptos para aplicaciones exigentes. El control preciso de los parámetros del proceso garantiza la obtención de las propiedades deseadas sin comprometer la integridad del acero.
