Conocimientos básicos para el tratamiento térmico.
Conocimientos básicos sobre tratamiento térmico.
Esta publicación cubre la mayoría de los procesos de tratamiento térmico, incluidos los conceptos básicos para los procesos. Es bueno para principiantes nuevos en la industria del tratamiento térmico.
Endurecimiento por edad
Endurecimiento por envejecimiento, generalmente después de un enfriamiento rápido o trabajo en frío. El término aplicado a los aceros blandos o con bajo contenido de carbono se refiere a una amplia variedad de cambios lentos y graduales de importancia comercial que tienen lugar en las propiedades de los aceros después del tratamiento final. Estos cambios, que provocan una condición de mayor dureza, límite elástico y resistencia a la tracción con la consiguiente pérdida de ductilidad, se producen durante el período en el que el acero se encuentra a temperaturas normales.
Envejecimiento
Un cambio en las propiedades que se produce a temperaturas ambiente o moderadamente elevadas después de un trabajo en caliente o una operación de tratamiento térmico (enfriamiento rápido en aleaciones ferrosas), o después de una operación de trabajo en frío (envejecimiento por deformación). El cambio en las propiedades se debe a menudo, pero no siempre, a un cambio de fase (precipitación), pero no implica un cambio en la composición química. En un metal o aleación, un cambio en las propiedades que generalmente ocurre lentamente a temperatura ambiente y más rápidamente a temperaturas más altas.
Recocido
Calentar y mantener a una temperatura adecuada y luego enfriar a una velocidad adecuada, con el fin de reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad, facilitar el trabajo en frío, producir una microestructura deseada u obtener las propiedades mecánicas, físicas u otras deseadas. Cuando corresponda, se deben utilizar los siguientes términos más específicos: recocido negro, recocido azul, recocido en caja, recocido brillante, recocido a la llama, grafitizado, recocido intermedio, recocido isotérmico, maleabilización, recocido de proceso, recocido por temple, recocido de recristalización y esferoidización. Cuando se aplica a aleaciones ferrosas, el término recocido, sin calificación, implica recocido completo. Cuando se aplica a aleaciones no ferrosas, el término recocido implica un tratamiento térmico diseñado para ablandar una aleación endurecida por envejecimiento provocando una precipitación casi completa de la segunda fase en una forma relativamente gruesa. Cualquier proceso de recocido generalmente reducirá las tensiones, pero si el tratamiento se aplica con el único propósito de tal alivio, debería designarse como alivio de tensión.
Austempering
Este es un método de endurecimiento del acero mediante el enfriamiento desde la temperatura de austenización a un medio de extracción de calor (generalmente sal) que se mantiene a un nivel de temperatura constante entre 400 "y 800" F y manteniendo el acero en este medio hasta que la austenita se transforme en bainita. .
Austenitización
Formación de austenita calentando una aleación ferrosa en el rango de transformación (austenización parcial) o por encima del rango de transformación (austenización completa). Cuando se usa sin calificación, el término implica austenización completa.
Austenita
La solución sólida de hierro y carbono que se obtiene calentando a altas temperaturas por encima de la temperatura crítica superior. Esta temperatura o rango de temperatura se denomina temperatura de austenización y debe alcanzarse para obtener la microestructura adecuada y la dureza total del acero en el tratamiento térmico. La temperatura de austenización varía para los diferentes grados de aceros al carbono, aleados y para herramientas.
Bainita
Un producto de transformación eutectoide de ferrita y una fina dispersión de carburo, generalmente formado a temperaturas por debajo de 840 a 930 F (450 a 500 ° C): la bainita superior es un agregado que contiene unidades paralelas de ferrita en forma de listón, produce el llamado plumoso apariencia en microscopía óptica, y se forma a temperaturas superiores a aproximadamente 660 F (350 ° C); La bainita inferior consta de unidades individuales en forma de placa y se forma a temperaturas por debajo de aproximadamente 660 F (350 ° C). Además, una microestructura delgada en forma de aguja (acicular) que aparece en la tira de acero para resortes se caracteriza por su tenacidad y mayor ductilidad que la martensita templada. La bainita es un producto de descomposición de la austenita que se desarrolla mejor a temperaturas de mantenimiento interrumpidas por debajo de las que forman la perlita fina y por encima de las que dan la martensita.
Recocido en baño
La inmersión es un baño líquido (como plomo fundido o sales fundidas) que se mantiene a una temperatura asignada; cuando se usa un baño de plomo, el proceso se conoce como recocido de plomo.
Recocido negro
Un proceso de recocido en caja o recocido en recipiente de láminas, tiras o alambres de aleación ferrosa después del trabajo en caliente y el decapado.
Recocido azul
Calentar la lámina ferrosa laminada en caliente en un horno abierto a una temperatura dentro del rango de transformación y luego enfriar al aire, para ablandar el metal. La formación de un óxido azulado en la superficie es incidental.
Añil
Someter la superficie libre de incrustaciones de una aleación ferrosa a la acción de aire, vapor u otros agentes a una temperatura adecuada, formando así una fina película azul de óxido y mejorando el aspecto y la resistencia a la corrosión.
Soldadura
Unir metales mediante la fusión de aleaciones no ferrosas que tienen puntos de fusión superiores a 800 F (425 ° C), pero inferiores a los de los metales que se unen. Puede realizarse con una antorcha. El metal de aportación está normalmente en forma de varilla en la soldadura fuerte con soplete; mientras que en el horno y la soldadura fuerte por inmersión, el material de trabajo se ensambla primero y luego el metal de aportación se puede aplicar como alambre, arandelas, clips, bandas o se puede unir, como en la hoja de soldadura fuerte.
Recocido brillante
El proceso de recocido en una atmósfera protectora para evitar la decoloración de la superficie brillante deseada.
Potencial de carbono
Una medida de la capacidad de un ambiente que contiene carbón activo para alterar o mantener, bajo condiciones prescritas, la concentración de carbón en un acero.
Carbonitruración
Un proceso de cementación en el que un material ferroso adecuado se calienta por encima de la temperatura de transformación más baja en una atmósfera gaseosa de tal composición que provoca la difusión simultánea de carbono y nitrógeno en la matriz del material. El proceso se completa enfriando a una velocidad que produce las propiedades deseadas en la pieza de trabajo.
Carburación (cementación)
Adición de carbono a la superficie de las aleaciones a base de hierro por absorción mediante el calentamiento del metal a una temperatura por debajo de su punto de fusión en contacto con sólidos, líquidos o gases carbonosos. El método más antiguo de endurecimiento de la carcasa.
Endurecimiento de la caja
Término genérico que abarca varios procesos aplicables al acero que cambian la composición química de la capa superficial por absorción de carbono o nitrógeno, o una mezcla de ambos, y, por difusión, crean un gradiente de concentración. Un tratamiento térmico o una combinación de tratamientos térmicos de endurecimiento de la superficie que implica un cambio en la composición de la capa exterior de una aleación a base de hierro en la que la superficie se endurece sustancialmente mediante la difusión hacia el interior de un gas o líquido seguido de un tratamiento térmico adecuado. Los procesos de endurecimiento típicos son carburación, cianuración, carbo-nitruración y nitruración.
Cristalización
La formación de cristales por los átomos que asumen posiciones definidas en una red cristalina. Esto es lo que sucede cuando un metal líquido se solidifica. (La fatiga, la falla de los metales bajo tensiones repetidas, a veces se atribuye falsamente a la cristalización).
Cianuración
Endurecimiento de la superficie por absorción de carbono y nitrógeno de un artículo de acero o una parte del mismo mediante calentamiento a una temperatura adecuada en contacto con la sal de cianuro, seguido de enfriamiento.
Descarburación
Cuando el acero se somete a altas temperaturas, como las que se utilizan en el laminado en caliente, la forja y el tratamiento térmico en un medio que contiene aire, oxígeno o hidrógeno, hay una pérdida de carbono en la superficie que se conoce como descarburación. Esta pérdida resultante de carbono o cambio químico en la superficie de la pieza de acero reduce la resistencia de la pieza al reducir el tamaño de la sección y produce una dureza superficial más blanda que el núcleo de la pieza.
Ductilidad
Propiedad de los metales que les permite deformarse mecánicamente en frío, sin fracturarse. En el acero, la ductilidad se mide generalmente por elongación y reducción del área determinada en una prueba de tracción.
Templabilidad
Esto se relaciona con la capacidad del acero para endurecerse profundamente tras el enfriamiento, y toma en consideración el tamaño de la pieza y el método de enfriamiento. La prueba utilizada para determinar la templabilidad de cualquier grado de acero es la Prueba Jominy.
Endurecimiento
Aumento de la dureza mediante un tratamiento adecuado, generalmente con calentamiento y enfriamiento. Cuando corresponda, se deben utilizar los siguientes términos más específicos: endurecimiento por envejecimiento, endurecimiento por cementación, endurecimiento por llama, endurecimiento por inducción, endurecimiento por precipitación, endurecimiento por enfriamiento.
Tratamiento térmico
Alterar las propiedades de un metal sometiéndolo a una secuencia de cambios de temperatura, el tiempo de retención a una temperatura específica y la velocidad de enfriamiento pueden ser tan importantes como la temperatura misma. El tratamiento térmico generalmente afecta notablemente la resistencia, dureza, ductilidad, maleabilidad y propiedades similares de ambos metales y sus aleaciones.
Recocido homogeneizado
Un tratamiento de recocido realizado a alta temperatura, acercándose a la temperatura de solidus, durante un tiempo suficientemente largo para que las distribuciones no homogéneas de los elementos de aleación se reduzcan mediante procesos de difusión.
Recocido isotérmico
Proceso en el que una aleación ferrosa se calienta para producir una estructura parcial o totalmente austenítica, y luego se enfría y se mantiene a una temperatura que provoca la transformación de la austenita en un agregado de ferrita-carburo relativamente blando.
Martempering o Marquenching
Este es un método de endurecimiento del acero mediante el enfriamiento desde la temperatura de austenización en algún medio de extracción de calor, generalmente sal, que se mantiene a un nivel de temperatura constante por encima del punto en el que la martensita comienza a formarse (generalmente alrededor de 450 ”F), sosteniendo el acero en este medio hasta que la temperatura sea uniforme en todas partes, enfriar al aire para la formación de martensita y atemperar por el método convencional. Las ventajas de este método de enfriamiento interrumpido son un mínimo de distorsión y deformaciones residuales. El tamaño de la pieza puede ser considerablemente mayor que para el templado.
Martensita
Microconstituyente o estructura en acero templado que tiene la máxima dureza de aliado de las demás estructuras de acero resultantes de la transformación de austenita.
Nitruración
Introducir nitrógeno en una aleación ferrosa sólida manteniéndola a una temperatura adecuada (por debajo de Ac1 para aceros ferríticos) en contacto con un material nitrogenado, generalmente amoníaco o cianuro fundido de composición adecuada. No se requiere templar para producir un estuche rígido. Proceso de endurecimiento de la superficie de ciertos tipos de acero mediante calentamiento en gas amoniaco a aproximadamente 935-1000 (grados) F, siendo el aumento de dureza el resultado de la formación de nitruros en la superficie. Ciertos componentes de la aleación, entre los que se encuentra el aluminio, facilitan enormemente la reacción de endurecimiento. En general, la profundidad de la caja es menor que con la carburación.
Normalizando
Calentar aceros a aproximadamente 100 F por encima del rango de temperatura crítica seguido de enfriamiento por debajo de ese rango en aire tranquilo a temperaturas normales. Esta operación de tratamiento térmico se utiliza para borrar los resultados previos del tratamiento térmico en aceros al carbono con un 40% de carbono, aceros de baja aleación y para producir una estructura de grano uniforme en piezas de acero forjadas y trabajadas en frío.
Endurecimiento del aceite
Un proceso de endurecimiento de una aleación ferrosa de composición adecuada (generalmente aleaciones) por calentamiento dentro o por encima del rango de transformación y enfriado en aceite.
Calentamiento excesivo
Calentar un metal o aleación a una temperatura tan alta que sus propiedades se vean afectadas. Cuando las propiedades originales no se pueden restaurar mediante un tratamiento térmico adicional, un trabajo mecánico o una combinación de trabajo y tratamiento térmico, el sobrecalentamiento se conoce como quemado.
Oxidación
La adición de oxígeno a un compuesto. La exposición a la atmósfera a veces da como resultado la oxidación de la superficie expuesta, por lo tanto, una mancha o decoloración. Este efecto aumenta con el aumento de temperatura.
Perlita
Estructura microscópica de acero que se produce mediante enfriamiento lento o enfriamiento por aire de aceros de bajo a medio carbono y baja aleación del estado austenítico.
Precalentamiento
Calentamiento antes de algún tratamiento térmico o mecánico adicional. Para acero para herramientas, calentar a una temperatura intermedia inmediatamente antes de la austenización. Para algunas aleaciones no ferrosas, calentar a alta temperatura durante mucho tiempo, para homogeneizar la estructura antes de trabajar.
Templado Endurecimiento
Un proceso de endurecimiento de una aleación ferrosa de composición adecuada calentando dentro o por encima del intervalo de transformación y enfriando a una velocidad suficiente para aumentar sustancialmente la dureza. El proceso generalmente implica la formación de martensita.
Temple
En el tratamiento térmico de metales, la etapa de enfriar metales rápidamente para obtener las propiedades deseadas; más comúnmente se logra sumergiendo el metal en aceite o agua. En el caso de la mayoría de las aleaciones a base de cobre, el enfriamiento no tiene otro efecto que acelerar el enfriamiento.
Templado y revenido
En esta operación el procedimiento consiste en calentar el material a la temperatura de austenitización adecuada, mantenerla a esa temperatura durante un tiempo suficiente para efectuar el cambio deseado en la estructura cristalina y enfriar en un medio adecuado - agua, aceite o aire dependiendo de la composición química. . Después de templar, el material se recalienta a una temperatura predeterminada por debajo del rango crítico y luego se enfría a temperaturas adecuadas (templado).
Aleación refractaria
Término aplicado a aquellas aleaciones que debido a su dureza o abrasividad presentan relativa dificultad para mantener estrechas tolerancias dimensionales.
Resiliencia
Tendencia de un material a volver a su forma original después de la eliminación de una tensión que ha producido deformación elástica.
Sinterización
El tratamiento térmico de un polvo o compacto a una temperatura por debajo del punto de fusión del constituyente principal, con el fin de aumentar su resistencia mediante la unión de las partículas.
Tratamiento estabilizador
Un tratamiento térmico diseñado para precipitar material de una solución sólida, con el fin de mejorar la trabajabilidad, para disminuir la tendencia de ciertas aleaciones a endurecerse a temperatura ambiente, o para obtener estabilidad dimensional en servicio a temperaturas ligeramente elevadas.
Acero inoxidable
Aceros resistentes a la corrosión de gran variedad, pero siempre con un alto porcentaje de cromo. Son altamente resistentes al ataque de corrosión por ácidos orgánicos, ácidos minerales débiles, oxidación atmosférica, etc.
El alivio del estrés
Recocido a baja temperatura para eliminar tensiones internas, como las que resultan en
un metal de endurecimiento o enfriamiento por trabajo.
Recocido subcrítico
Recocido de alivio de estrés. Una operación de tratamiento térmico que se utiliza para aliviar o disipar tensiones en soldaduras, piezas muy mecanizadas, piezas fundidas y forjadas. Las piezas se calientan a 1150 ”F, se calientan uniformemente y se enfrían al aire desde la temperatura o se enfrían lentamente desde la temperatura, según el tipo de pieza y las operaciones posteriores de acabado o tratamiento térmico.
Endurecimiento de la superficie
Término genérico que cubre varios procesos aplicables a una aleación ferrosa adecuada que produce, solo por templado, una capa superficial que es más dura o más resistente al desgaste que el núcleo. No hay alteración significativa de la composición química de la capa superficial. Los procesos comúnmente utilizados son el endurecimiento por inducción, el endurecimiento por llama y el endurecimiento de la cáscara. Se prefiere el uso del nombre de proceso específico aplicable.
Templar
En el tratamiento térmico, recalentar acero endurecido o acero endurecido o hierro fundido endurecido a una temperatura por debajo de la temperatura eutectoide con el fin de disminuir la dureza y aumentar la tenacidad. El proceso también se aplica a veces al acero normalizado.
Templado
Recalentamiento del acero endurecido, generalmente templado, a una temperatura por debajo de la temperatura crítica más baja, seguido de cualquier velocidad deseada de enfriamiento después de que el acero se haya empapado completamente a la temperatura. Las temperaturas habituales de templado son de 300 "a 1100" F.
Endurecimiento por agua
Calidades de acero para herramientas con alto contenido de carbono, aceros al carbono puros y aceros de baja aleación que se endurecen mediante enfriamiento en agua durante la operación de tratamiento térmico.
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