El tratamiento térmico del acero implica una serie de métodos y equipos para alterar sus propiedades físicas y mecánicas.El proceso suele consistir en calentar el acero a una temperatura específica, mantenerlo a esa temperatura durante un tiempo determinado y, a continuación, enfriarlo de forma controlada.Entre los métodos de tratamiento térmico más comunes se encuentran el recocido, el temple, el enfriamiento rápido y el alivio de tensiones, cada uno de ellos adaptado para lograr resultados específicos como el aumento de la dureza, la mejora de la ductilidad o el alivio de tensiones.El equipo utilizado para estos procesos incluye hornos, estufas, forjas y hornos, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 2.400 °F.El tratamiento térmico forma parte integral de la fabricación de acero, y una parte importante de las piezas tratadas térmicamente son de acero.
Explicación de los puntos clave:
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Procesos de tratamiento térmico:
- Recocido:Se utiliza para ablandar el acero, mejorar su ductilidad y aliviar las tensiones internas.El acero se calienta a una temperatura específica y luego se enfría lentamente.
- Endurecimiento:Aumenta la dureza y la resistencia del acero.Esto se consigue normalmente calentando el acero a alta temperatura y enfriándolo rápidamente, a menudo mediante temple.
- Temple:Consiste en enfriar rápidamente el acero calentado en agua, aceite o aire para conseguir una dureza elevada.Este proceso también puede introducir tensiones internas, que pueden tener que aliviarse mediante un revenido posterior.
- Alivio de tensiones:Reduce las tensiones internas del acero causadas por el mecanizado, la soldadura u otros procesos.El acero se calienta a una temperatura inferior a su rango crítico y luego se enfría lentamente.
- Cementación:Aumenta la dureza superficial del acero manteniendo un núcleo más blando y dúctil.Los métodos más comunes son el carburizado y la nitruración.
- Revenido:Sigue al temple para reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad.El acero se recalienta a una temperatura inferior a su punto crítico y luego se enfría.
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Equipos utilizados en el tratamiento térmico:
- Hornos:Utilizados para procesos como el recocido y el alivio de tensiones, en los que se requiere un calentamiento y enfriamiento controlados.
- Hornos:Similares a los hornos, pero suelen utilizarse para procesos a temperaturas más elevadas o para tratar piezas de mayor tamaño.
- Forjas:Se utilizan para calentar el acero a altas temperaturas, a menudo para procesos como la forja o el temple.
- Hornos:Capaz de alcanzar temperaturas muy altas (hasta 2.400 °F) y utilizado para una variedad de procesos de tratamiento térmico, incluido el temple y la cementación en caja.
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Control de temperatura y tiempo:
- Calefacción:El acero se calienta a una temperatura específica, que puede oscilar entre unos cientos de grados y los 2.400 °F, dependiendo del proceso.
- Conservación:El acero se mantiene a la temperatura deseada durante un tiempo determinado, que puede variar de unos segundos a varias horas, para garantizar un calentamiento uniforme y los cambios microestructurales deseados.
- Enfriamiento:El método de enfriamiento (por ejemplo, enfriamiento por aire, temple en aceite, temple en agua) es crítico y debe controlarse cuidadosamente para conseguir las propiedades deseadas.
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Aplicaciones en la fabricación de acero:
- Producción siderúrgica:El tratamiento térmico se aplica habitualmente a productos de acería como barras, tubos y chapas para mejorar sus propiedades.
- Tratamiento posterior:Las piezas fundidas, forjadas, soldadas, mecanizadas, laminadas, estampadas, estiradas o extruidas suelen someterse a tratamiento térmico para mejorar su rendimiento y durabilidad.
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Métodos habituales de tratamiento térmico:
- Recocido:Ablanda el acero, haciéndolo más trabajable y menos quebradizo.
- Enfriamiento:Enfría rápidamente el acero para aumentar su dureza.
- Revenido:Reduce la fragilidad introducida por el temple y mejora la tenacidad.
- Normalización:Refina la estructura del grano y mejora las propiedades mecánicas.
- Cementación:Aumenta la dureza superficial manteniendo un núcleo resistente.
- Transformación martensítica:Consigue una gran dureza mediante el enfriamiento rápido y la transformación de la microestructura del acero.
Al comprender estos puntos clave, el comprador de equipos o consumibles para el tratamiento térmico del acero puede tomar decisiones informadas sobre los métodos y herramientas necesarios para conseguir propiedades específicas del material.
Tabla resumen:
| Proceso de tratamiento térmico | Finalidad | Equipo utilizado |
|---|---|---|
| Recocido | Ablanda el acero, mejora la ductilidad, alivia las tensiones | Hornos |
| Endurecimiento | Aumenta la dureza y la resistencia | Hornos, forjas |
| Enfriamiento | Enfriamiento rápido para conseguir una gran dureza | Agua, aceite, aire |
| Alivio de tensiones | Reduce las tensiones internas | Hornos |
| Cementación | Mejora la dureza superficial | Hornea |
| Templado | Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad | Hornos |
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