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Tratamientos Térmicos: Recocido, Normalizado, Temple y Revenido, Apuntes de Mecánica

Una introducción a los tratamientos térmicos (tt), sus objetivos y procesos básicos. Se detalla el marco teórico de cuatro tipos de tratamientos: recocido, normalizado, temple y revenido. Se incluyen características, objetivos y procesos de cada tratamiento. Además, se mencionan equipos y materiales utilizados en el proceso. El documento finaliza con un procedimiento para realizar una práctica relacionada con los tratamientos térmicos.

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 20/06/2022

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I. INTRODUCCIÓN:
Los Tratamientos Térmicos (TT) involucran varios procesos de calentamiento y
enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales
modifican sus propiedades mecánicas, por tanto, el objetivo de los ellos es
proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su
conformación o uso final. Sin embargo, es importante resaltar que los mismos no
modifican la composición química de los materiales, pero si otros factores tales
como los constituyentes estructurales y la granulometría, y como consecuencia las
propiedades mecánicas. Se pueden realizar TT sobre una parte o la totalidad de la
pieza en uno o varios pasos de la secuencia de manufactura. En algunos casos, el
tratamiento se aplica antes del proceso de formado (recocido para ablandar el metal
y ayudar a formarlo más fácilmente mientras se encuentra caliente), en otros casos,
se usa para aliviar los efectos del endurecimiento por deformación. Finalmente, se
puede realizar al final de la secuencia de manufactura para lograr resistencia y
dureza.
II. OBJETIVOS:
Conocer los diferentes tratamientos térmicos sobre los aceros y determinara
cómo los mismo afectan su dureza y estructura metalográfica.
III. MARCO TEÓRICO:
Existen varios tipos de Tratamientos Térmicos, pero en este ensayo solo se
trabajarán cuatro de estos: Recocido, Normalizado, Temple y Revenido. Por ende, a
continuación, se presentan las principales características de cada uno de ellos:
Recocido: Es un tratamiento térmico que normalmente consiste en calentar un
material metálico a temperatura elevada durante largo tiempo, con objeto de bajar
la densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad. El Recocido se
realiza principalmente para:
• Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas
deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.
• Recristalizar los metales trabajados en frío.
• Para aliviar los esfuerzos residuales.
Las operaciones de Recocido se ejecutan algunas veces con el único propósito de
aliviar los esfuerzos residuales en la pieza de trabajo causadas por los procesos de
formado previo. Este tratamiento es conocido como Recocido para Alivio de
Esfuerzos, el cual ayuda a reducir la distorsión y las variaciones dimensiónales que
pueden resultar de otra manera en las partes que fueron sometidas a esfuerzos. Se
debe tener en cuenta que el Recocido no proporciona generalmente las
características más adecuadas para la utilización del acero. Por lo general, al
material se le realiza un tratamiento posterior con el objetivo de obtener las
características óptimas deseadas.
Normalizado: Este tratamiento consiste en calentar las piezas a temperaturas
ligeramente más elevadas que la crítica superior, para que pase al estado austenítico
y luego después de un determinado tiempo de permanencia a esa temperatura,
hacerle un enfriamiento en aire tranquilo. Es un tratamiento típico de los aceros al
carbono de construcción de 0,15 %C a 0,40 % de C y rara vez se emplea en los
aceros de herramientas, ni en los aceros aleados de construcción. De esta forma se
deja el acero con una estructura y propiedades que arbitrariamente se considera
como normales y características de su composición. Se suele utilizar para piezas
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¡Descarga Tratamientos Térmicos: Recocido, Normalizado, Temple y Revenido y más Apuntes en PDF de Mecánica solo en Docsity!

I. INTRODUCCIÓN:

Los Tratamientos Térmicos (TT) involucran varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas, por tanto, el objetivo de los ellos es proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o uso final. Sin embargo, es importante resaltar que los mismos no modifican la composición química de los materiales, pero si otros factores tales como los constituyentes estructurales y la granulometría, y como consecuencia las propiedades mecánicas. Se pueden realizar TT sobre una parte o la totalidad de la pieza en uno o varios pasos de la secuencia de manufactura. En algunos casos, el tratamiento se aplica antes del proceso de formado (recocido para ablandar el metal y ayudar a formarlo más fácilmente mientras se encuentra caliente), en otros casos, se usa para aliviar los efectos del endurecimiento por deformación. Finalmente, se puede realizar al final de la secuencia de manufactura para lograr resistencia y dureza. II. OBJETIVOS:  Conocer los diferentes tratamientos térmicos sobre los aceros y determinara cómo los mismo afectan su dureza y estructura metalográfica. III. MARCO TEÓRICO: Existen varios tipos de Tratamientos Térmicos, pero en este ensayo solo se trabajarán cuatro de estos: Recocido, Normalizado, Temple y Revenido. Por ende, a continuación, se presentan las principales características de cada uno de ellos: Recocido : Es un tratamiento térmico que normalmente consiste en calentar un material metálico a temperatura elevada durante largo tiempo, con objeto de bajar la densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad. El Recocido se realiza principalmente para:

  • Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.
  • Recristalizar los metales trabajados en frío.
  • Para aliviar los esfuerzos residuales. Las operaciones de Recocido se ejecutan algunas veces con el único propósito de aliviar los esfuerzos residuales en la pieza de trabajo causadas por los procesos de formado previo. Este tratamiento es conocido como Recocido para Alivio de Esfuerzos, el cual ayuda a reducir la distorsión y las variaciones dimensiónales que pueden resultar de otra manera en las partes que fueron sometidas a esfuerzos. Se debe tener en cuenta que el Recocido no proporciona generalmente las características más adecuadas para la utilización del acero. Por lo general, al material se le realiza un tratamiento posterior con el objetivo de obtener las características óptimas deseadas. Normalizado : Este tratamiento consiste en calentar las piezas a temperaturas ligeramente más elevadas que la crítica superior, para que pase al estado austenítico y luego después de un determinado tiempo de permanencia a esa temperatura, hacerle un enfriamiento en aire tranquilo. Es un tratamiento típico de los aceros al carbono de construcción de 0,15 %C a 0,40 % de C y rara vez se emplea en los aceros de herramientas, ni en los aceros aleados de construcción. De esta forma se deja el acero con una estructura y propiedades que arbitrariamente se considera como normales y características de su composición. Se suele utilizar para piezas

que han sufrido trabajos en caliente, trabajos en frio, enfriamientos irregulares o sobrecalentamientos y también sirve para destruir los efectos de un tratamiento anterior. La temperatura de normalización depende esencialmente del contenido de carbono del acero. La velocidad de enfriamiento importante en la normalización corresponde al punto en el que la austenita se está transformando en perlita. Por tanto, casi siempre se sitúan las velocidades de enfriamiento en 700°C o entre el intervalo de 700 a 500°C. Una vez que se ha completado la transformación, las piezas se templan en agua o en aceite. Por lo regular, esto se hace cuando todas las secciones del componente se ponen al "rojo oscuro". Si el tamaño de las secciones es grande, es necesario que el material en el centro se ponga de color negro para que se pueda aplicar un enfriamiento drástico. La velocidad de enfriamiento influye en forma importante, tanto en la cantidad de perlita, como en su tamaño y su espaciamiento. Las velocidades de enfriamiento mayores producen más perlita, así como láminas menos espaciadas y más finas. Tanto el aumento en la cantidad de láminas de perlita, su proximidad, así como su finura, dan por resultado mayor resistencia, tenacidad y dureza. Inversamente, velocidades de enfriamiento más lentas producen piezas más blandas y menos resistentes. Por lo regular, los aceros al carbono con 0.20% C o menos no reciben más tratamientos después del normalizado. Sin embargo, los aceros de medio o alto carbono suelen templarse después de la normalización a fin de obtener propiedades específicas, por ejemplo, menor dureza para el enderezado, trabajado en frío o maquinado. Temple: es un tratamiento térmico que tiene por objetivo aumentar la dureza y resistencia mecánica del material, transformando toda la masa en Austenita con el calentamiento y después, por medio de un enfriamiento brusco (con aceites, agua o salmuera), se convierte en Martensita, que es el constituyente duro típico de los aceros templados. En el temple, es muy importante la fase de enfriamiento y la velocidad alta del mismo, además, la temperatura para el calentamiento óptimo debe ser siempre superior a la crítica para poder obtener de esta forma la Martensita. Existen varios tipos de Temple, clasificados en función del resultado que se quiera obtener y en función de la propiedad que presentan casi todos los aceros, llamada Templabilidad (capacidad a la penetración del temple), que a su vez depende, fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero. Revenido: es un tratamiento complementario del Temple, que generalmente prosigue a éste, mediante el cual los aceros suelen quedar demasiados duros y frágiles para los usos a los cuales están destinados. Por tanto, el revenido, disminuye la dureza y la fragilidad excesiva, sin perder demasiada tenacidad. Durante el revenido, se forma una mezcla íntima de ferrita y cementita a partir de la Martensita. El tratamiento de revenido controla las propiedades físicas del acero. Este tratamiento térmico consiste en calentar el acero, (después de haberle realizado un Temple o un Normalizado) a una temperatura inferior al punto crítico (o temperatura de recristalización), seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se pretende resultados altos en tenacidad, o lentos, cuando se pretende reducir al máximo las tensiones térmicas que pueden generar deformaciones. Es muy importante aclarar que con la realización del proceso de Revenido no se eliminan los efectos del Temple, solo se modifican, ya que se consigue disminuir la dureza y tensiones internas para lograr de ésta manera aumentar la tenacidad.

  1. Posteriormente la pieza se pule con una lija muy fina para eliminar las partículas de óxido originadas por el tratamiento térmico (escoria). Luego se limpia.
  2. Con la probeta debidamente lijada, limpia y sin escoria, se procede a hacer la toma de datos o mediciones de dureza final, para esto se siguen los numerales 3, 4, 5 de este procedimiento.
  3. Una vez terminada la prueba, se deben colocar todos los elementos utilizados en su respectivo sitio, y se debe dejar el lugar limpio y en orden.
  4. Como resultado del análisis de los resultados obtenidos en el ítem de conclusiones el estudiante debe realizar una correlación de las propiedades mecánicas de los materiales con la dureza y metalografía y al mismo tiempo como los tratamientos térmicos afectas estas variables. VI. RESULTADOS: VII. CONCLUSIONES:  Se puede concluir que los tratamientos térmicos son una herramienta muy difundida en la industria, debido a que los procesos modernos exigen que los materiales tengan ciertas cualidades mecánicas, en especial de dureza y tenacidad, es ahí cuando los tratamientos térmicos encuentran su papel. Aunque la mayoría de estos tratamientos son para mejorar las cualidades mecánicas, así también existen unos pocos que ablandan los metales, esto para eliminar los esfuerzos residuales generados por los diversos procesos de manufactura. VIII. BIBLIOGRAFIA:  Amstead, B. (2002). Procesos de manufactura version SI. México: CECSA.  Askeland, D. R. (1998). Ciencia e ingeniaria de los materiales. México: Thomson.