Introducción

Los tratamientos térmicos son procesos que implican calentar y enfriar un material a temperaturas específicas para modificar su estructura interna y, por lo tanto, sus propiedades mecánicas. Estos tratamientos se utilizan ampliamente en la industria metalúrgica para mejorar la resistencia, la dureza, la ductilidad, la tenacidad y otras propiedades de los materiales.

Objetivos de los Tratamientos Térmicos

• Reducir la dureza y fragilidad
• Alterar la microestructura para obtener las propiedades mecánicas deseadas.
• Ablandar el metal y mejorar su maquinabilidad y formabilidad.
• Recristalizar los metales trabajados en frío.
• Reducir los esfuerzos residuales inducidos en el proceso de forjado.

Tipos de Tratamientos Térmicos

Recocido

El recocido es un tratamiento térmico que consiste en calentar el material a una temperatura específica por un tiempo determinado y luego enfriarlo lentamente. Este proceso se utiliza para:

• Ablandar el material.
• Mejorar la ductilidad.
• Eliminar los esfuerzos internos.
• Refinar el tamaño de grano.

Temple

El temple es un tratamiento térmico que consiste en calentar el material a una temperatura específica por un tiempo determinado y luego enfriarlo rápidamente. Este proceso se utiliza para:

• Aumentar la dureza.
• Aumentar la resistencia.
• Reducir la ductilidad.

La austenita se transforma en una fase de equilibrio llamada martensita.

Revenido

El revenido es un tratamiento térmico que se aplica a los aceros templados para:

• Reducir la fragilidad.
• Aumentar la ductibilidad y tenacidad.
• Aliviar los esfuerzos en la estructura de la martensita.

Endurecimiento por Precipitación

El endurecimiento por precipitación involucra la formación de finas partículas que actúan para bloquear el movimiento de las dislocaciones, haciendo el metal más duro y resistente.

Endurecimiento Superficial

El endurecimiento superficial implica calentar la parte del acero al bajo carbono en un medio rico en carbono, de manera que este se difunda dentro de las superficies. En efecto, la superficie se convierte en un acero al alto carbono con una dureza más alta.

Los métodos de endurecimiento superficial incluyen:

• Endurecimiento por flama.
• Endurecimiento por inducción.
• Calentamiento por resistencia a alta frecuencia.
• Calentamiento por haz de electrones.
• Calentamiento por rayo láser.

Factores que Influyen en los Tratamientos Térmicos

• Composición química del material.
• Temperatura de tratamiento.
• Tiempo de tratamiento.
• Velocidad de enfriamiento.

Diagramas TTT

Los diagramas TTT (tiempo-temperatura-transformación) muestran cómo la velocidad de enfriamiento afecta la transformación de la austenita en varias fases posibles.

Aleaciones

Los metales aleantes que tienen mayor efecto en el endurecimiento de los aceros son: cromo, manganeso, molibdeno y níquel (en menor grado). El mecanismo mediante el cual operan estos elementos aleantes es el aumento del tiempo antes de que ocurra la transformación de austenita a perlita en el diagrama TTT.

Conclusión

Los tratamientos térmicos son herramientas esenciales para modificar las propiedades mecánicas de los materiales. La selección del tratamiento térmico adecuado depende de las propiedades deseadas y de la aplicación específica del material.