Tratamientos termo físicos Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que se tenga. Los tratamientos termo-físicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas específicas, realizando procesos de calentamiento y enfriamientos periódicos hasta obtener una estructura cristalina deseada. Los tratamientos termo-físicos más comunes son: -Temple -Recocido -Revenido -Normalizado
El temple es un tratamiento térmico que consiste en enfriar muy rápidamente, la mezcla austenítico homogénea, que tenemos después de calentar el acero, con este enfriamiento rápido se consigue un aumento de dureza, ya que el resultado microscópico final es una mezcla martensítica. La temperatura de temple para los aceros hipereutectoides son de 30-50 grados, por encima de esta temperatura, el grano de austenita crece mucho, obteniéndose austenita basta de baja tenacidad. El tiempo de enfriamiento debe de ser rápido pero solo en el intervalo de temperatura de 650-400 grados, que es donde la austenita es menos estable , y es donde se forma la mezcla de ferrita y cementita, por encima de 650 grados la velocidad puede ser más lenta, pero no tanto que permita la precipitación de ferrita o la transformación de austenita en perlita , por debajo de los 400 grados comienza la zona de estabilidad de la austenita , y el enfriamiento puede volver a ser lento, y en el intervalo de 200-300 grados, el enfriamiento debe de ser lento para evitar tensiones térmicas resultantes de un enfriamiento rápido. En los aceros hipereutectoides el temple se suele realizar con calentamiento de asutenización incompleta, en la masa original caliente hay austenita y una cantidad de cementita y carburos aleados, después del enfriamiento se obtiene martensita y carburos, este proceso produce mejores resultados en la práctica Los factores que influyen en la práctica del temple son: El tamaño de la pieza: cuanto más espesor tenga la pieza más hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento. La composición química del acero: en general los elementos de aleación facilitan el temple.
El tamaño del grano: influye principalmente en la velocidad crítica del temple, tiene mayor templabilidad el de grano grueso. Medios utilizados para el enfriamiento El medio de enfriamiento ideal del temple será aquel que produzca una velocidad de enfriamiento superior a la crítica hasta temperaturas inferiores a las de transformación de la perlita y vainita, y más baja en el intervalo de la transformación martensítica. De esta forma se evitará la transformación de la austenita en los constituyentes más blandos y se conseguirá que se transforme con uniformidad en martensita, sin peligro a que se formen grietas y deformaciones.
Algunos medios de enfriamiento utilizados son: Aire: este método de enfriamiento es el menos severo y es principalmente utilizado en aceros hipereutectoides e hipereutectoides Agua: el agua es el método más utilizado para el enfriamiento de acero en el temple. El agua a temperatura inferior a 30ºC, tiene una severidad de temple baja si se deja la pieza en reposo pero si se agita o se le añaden sales esta severidad aumenta, llegando a conseguirse, uniendo ambos métodos, la máxima severidad. Aceites minerales: se puede emplear para aceros ordinarios altos en carbono y disección pequeña. También se emplea para aceros aleados, cuya velocidad crítica de temple sea baja y subsección puede ser grande, en este caso se reduce el peligro de grietas y deformaciones. Los aceiten deberán tener una volatilidad no muy elevada, temperatura de inflamación y de combustión lo más alta posible, gran resistencia a la oxidación y una viscosidad a temperatura ambiente entre 14,4 y 15,7 poise. Los mejores aceites para este uso son los derivados del petróleo. Los defectos más comunes ocasionados en el temple son Oxidaciones y descarburación: se deben al calentamiento en atmósferas inadecuadas. Exceso de fragilidad: por calentamiento a temperaturas excesivas que provocan el crecimiento del grano.
Falta de dureza: por calentamiento a temperatura demasiado baja, por descarburación superficial o por velocidades de enfriamiento superiores a la crítica.
Deformaciones: por calentamiento o enfriamiento desigual de las piezas o apoyos inadecuados en el proceso. Grietas y roturas: por desigual enfriamiento del núcleo y la periferia de la pieza.