Conocimiento ¿Qué es el tratamiento térmico del acero?Aumentar la resistencia, la durabilidad y el rendimiento
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Equipo técnico · Kintek Solution

Actualizado hace 13 horas

¿Qué es el tratamiento térmico del acero?Aumentar la resistencia, la durabilidad y el rendimiento

El tratamiento térmico del acero implica procesos controlados de calentamiento y enfriamiento para alterar sus propiedades físicas y mecánicas, como la dureza, la resistencia, la ductilidad y la tenacidad. Los principales métodos son el recocido, el temple, el revenido, la normalización, la cementación y el temple. Cada método sigue una secuencia específica de calentamiento a una temperatura precisa, mantenimiento a esa temperatura durante un tiempo determinado y enfriamiento en condiciones controladas. Estos procesos se adaptan para conseguir las características deseadas del material para aplicaciones específicas, como mejorar la maquinabilidad, aumentar la resistencia al desgaste o reducir las tensiones internas.

Explicación de los puntos clave:

¿Qué es el tratamiento térmico del acero?Aumentar la resistencia, la durabilidad y el rendimiento
  1. Pasos básicos del tratamiento térmico:

    • Calentamiento: El acero se calienta a una temperatura específica, que puede oscilar entre unos pocos cientos de grados y los 2.400 °F, dependiendo del resultado deseado.
    • Mantenimiento: El material se mantiene a la temperatura deseada durante un periodo determinado, que puede variar de segundos a varias horas, para garantizar una distribución uniforme del calor y cambios estructurales.
    • Enfriamiento: El acero se enfría utilizando métodos prescritos, como el enfriamiento por aire, el temple en aceite o el temple en agua, para conseguir las propiedades deseadas.
  2. Métodos habituales de tratamiento térmico:

    • Recocido:
      • Finalidad: Ablandar el acero, mejorar la maquinabilidad y aliviar las tensiones internas.
      • Proceso: El acero se calienta a una temperatura superior a su rango crítico, se mantiene y luego se enfría lentamente, a menudo en un horno.
      • Resultado: Aumento de la ductilidad y reducción de la dureza.
    • Endurecimiento (Through Hardening):
      • Finalidad: Aumentar la dureza y la resistencia del acero.
      • Proceso: El acero se calienta a alta temperatura y luego se enfría rápidamente (templado) en agua, aceite o aire.
      • Resultado: Dureza elevada pero ductilidad reducida.
    • Revenido:
      • Finalidad: Reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad tras el temple.
      • Proceso: El acero templado se recalienta a una temperatura inferior a su intervalo crítico y luego se enfría.
      • Resultado: Dureza y tenacidad equilibradas.
    • Normalizado:
      • Finalidad: Afinar la estructura del grano y mejorar las propiedades mecánicas.
      • Proceso: El acero se calienta por encima de su temperatura crítica y después se enfría con aire.
      • Resultado: Microestructura uniforme y mejora de la resistencia.
    • Case Hardening (Endurecimiento superficial):
      • Finalidad: Endurecer la superficie manteniendo un núcleo resistente.
      • Proceso: Se utilizan métodos como el carburizado, la nitruración o el endurecimiento por inducción para introducir carbono o nitrógeno en la capa superficial.
      • Resultado: Una superficie dura y resistente al desgaste con un núcleo dúctil.
    • Enfriamiento:
      • Finalidad: Enfriar rápidamente el acero para conseguir una dureza elevada.
      • Proceso: El acero se calienta y luego se sumerge en un medio de temple (agua, aceite o aire).
      • Resultado: Dureza elevada pero fragilidad potencial, a menudo seguido de revenido.
    • Temple por precipitación:
      • Finalidad: Aumentar la resistencia mediante la formación de finos precipitados en el acero.
      • Proceso: El acero se calienta a una temperatura específica, se mantiene y luego se enfría para permitir la formación de precipitados.
      • Resultado: Mayor resistencia y dureza sin pérdida significativa de ductilidad.
  3. Aplicaciones del tratamiento térmico:

    • Recocido: Se utiliza para mejorar la maquinabilidad y reducir las tensiones internas en las piezas que se someterán a un tratamiento posterior.
    • Temple y revenido: Se aplica a herramientas, engranajes y componentes estructurales que requieren una gran solidez y resistencia al desgaste.
    • Cementación: Ideal para componentes como engranajes y ejes que necesitan una superficie dura para resistir el desgaste y un núcleo duro para resistir los impactos.
    • Normalizado: Se utiliza habitualmente para preparar el acero para su posterior procesamiento o para conseguir una microestructura uniforme.
    • Temple: Esencial para conseguir una gran dureza en las herramientas de corte y otros componentes resistentes al desgaste.
  4. Factores que influyen en el tratamiento térmico:

    • Composición del material: Los elementos de aleación específicos del acero determinan el método y los parámetros de tratamiento térmico adecuados.
    • Temperatura y tiempo: El control preciso de las velocidades de calentamiento y enfriamiento es fundamental para conseguir las propiedades deseadas.
    • Medio de enfriamiento: La elección del medio de enfriamiento (agua, aceite, aire) afecta a la velocidad de enfriamiento y a las propiedades finales del acero.

Al conocer estos métodos y sus aplicaciones, los fabricantes pueden adaptar el proceso de tratamiento térmico para lograr el equilibrio óptimo de propiedades para componentes de acero específicos.

Tabla resumen:

Método Finalidad Proceso Resultado
Recocido Ablandar el acero, mejorar la maquinabilidad, aliviar tensiones Calentar por encima del rango crítico, mantener, enfriar lentamente en el horno Aumento de la ductilidad, reducción de la dureza
Endurecimiento Aumento de la dureza y la resistencia Calentar a alta temperatura, enfriar rápidamente (enfriar en agua, aceite o aire) Dureza elevada, ductilidad reducida
Revenido Reducir la fragilidad, mejorar la tenacidad Recalentar el acero templado por debajo del rango crítico, enfriar Dureza y tenacidad equilibradas
Normalizado Refinar la estructura del grano, mejorar las propiedades Calentar por encima de la temperatura crítica, enfriar con aire Microestructura uniforme, resistencia mejorada
Cementación Endurecer la superficie, mantener la dureza del núcleo Introducir carbono/nitrógeno mediante carburación, nitruración o endurecimiento por inducción Superficie dura, núcleo dúctil
Temple Alcanzar una dureza elevada Calentar, sumergir en medio de temple (agua, aceite, aire) Dureza elevada, fragilidad potencial
Endurecimiento por precipitación Aumentar la resistencia mediante precipitados finos Calentar, mantener, enfriar para formar precipitados Mayor resistencia, mínima pérdida de ductilidad

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