Los tratamientos isotérmicos son utilizados para disminuir tensiones, obtener estructuras del tipo bitínico, obtener estructuras homogéneas y lograr propiedades que son imposibles en otros procesos, tales como la resiliencia y la tenacidad. Estos tratamientos isotérmicos son solo una aplicación de los diagramas TTT, en los cuales se llevan los materiales a cierta temperatura y se mantienen constantes durante un determinado tiempo; aunque estos tratamientos tiene un gran limitante, como son los equipos utilizados para llevar acabo dichos procesos puesto que para mantener la temperatura constante es necesario hornos con control automáticos, baños de sales y plomo y su temperatura debe ser mayor ala de fusión. Los tratamientos isotérmicos se clasifican así: Recocido isotérmico Este proceso consiste en calentar el acero por encima de la temperatura critica superior o interior, luego antes de que la temperatura baje de los 700°C se sumerge en un baño de sales donde la temperatura permanece constante para lograr completa transformación isotérmica de la ausentita, el tiempo de permanencia de la pieza dentro del baño de sales, depende de la composición y el tamaño de la pieza; finalmente esta se deja enfriar al aire. La temperatura de las sales se debe determinar a partir del diagrama TTT del acero que se está tratando y la dureza que se desea obtener; finalmente en su micro estructura la pieza queda compuesta de perlita y ferrita.
Austempering Este tratamiento también llamado temple bitínico se utiliza para obtener bainita; consiste en calentar el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la temperatura critica superior con el fin de conseguir una asutenización completa o incompleta, luego se sumerge rápidamente en sales fundidas o plomo a la temperatura seleccionada, esta temperatura debe estar por encima de la línea de mar tensita según el diagrama TTT, manteniendo la temperatura constante para que ocurra la transformación de la ausentita en vainita y luego se deja al aire. Este tratamiento es recomendado para aceros con alto porcentaje de carbono y para aceros que son aleados. Martempering Este tratamiento es un temple escalonado en el que el material se calienta a una temperatura más elevada que la crítica superior y se enfría en un baño de sales también caliente comprendido entre 200°C y 400°C, permaneciendo las piezas dentro del baño el tiempo suficiente para alcanzarla temperatura en toda la masa, además este proceso debe controlarse cuidadosamente. Este proceso nos permite obtener martensita fina y homogénea, con menos tensiones internas en el material y con una menor concentración de austenita retenida. Una vez utilizado el martempering suele realizarse un revenido para acabar de eliminar las tensiones internas dentro del material, este proceso se aplica a aceros de alto porcentaje de carbono y aceros de medio carbono y también para aceros de herramientas. En la figura se muestra el tipo de escalonamiento necesario para llevar a cabo con el martempering y además se muestra también la línea para el revenido.
Patenting El patenting fue posiblemente el único tratamiento térmico que fue patentado de ahí su nombre. Este tratamiento lo utilizan exclusivamente las trefilerías de alambre de acero de altas prestaciones, con contenidos de carbono próximos al eutéctico y consiste en una asutenización seguida de un baño de plomo con una temperatura entre los 400°C y 500°C,tambiénpuedenutilizarsesales o aire con peores resultados. Este tratamiento no es necesario para alambres de construcción o estructurales porque estos son de bajo carbono. Este tratamiento es importante cuando se requiere alambres de alta resistencia y alto limite elástico, el fin de este tratamiento es obtener estructuras de tipo sorbí tico que son estructuras finas y dúctiles. La figura nos muestra la él diagrama el tipo de enfriamiento al cual debe someterse para llevar a cabo el tratamiento y su temperatura deberá ser mayor que la del austempering y el martempering.
Templabilidad Es una medida cualitativa de la velocidad con que la dureza disminuye con la disminución de la velocidad de enfriamiento, es decir la capacidad de templarse a distintas velocidades de enfriamiento. Por ejemplo un material que tiene una templabilidad muy alta, al dejarlo enfriar al aire se va temples decir gran parte o el total de la austenita va a transformarse en martensita. Hay diferentes factores que influyen en la templabilidad de un acero como los elementos aleados, generalmente desplazan las curvas de enfriamiento a la derecha, por ende hay una menor velocidad crítica de temple y por lo tanto se tiene templado a una velocidad más baja. Son elementos tales como Mn, Cr, C, Ni y Mo, con excepción del Co. También el tamaño del grano influye, ya que al aumentar el tamaño del grano las curvas de enfriamiento se desplazan a la derecha y por lo tanto se tiene el mismo efecto anterior. Ensayos para determinar la templabilidad Ensayo de Jominy La teoría de Jominy expone lo siguiente: “Si dos puntos de un mismo acero de distintas probetas, tienen, enfriados desde el estado austenítico a 740º C, la misma velocidad de enfriamiento, las durezas obtenidas son aproximadamente iguales”. Jominy tomo en cuenta la citada temperatura pues está ubicada en la zona donde la velocidad de enfriamiento tiene una acción predominante sobre los resultados. De acuerdo con la teoría expuesta se puede establecer una relación, admitiendo que la dureza y propiedades físicas que posee el acero luego del temple, son siempre función de las leyes de enfriamiento e independientes de la forma de la pieza y del medio de enfriamiento. Esto equivale a decir que si se conoce la dureza que adquiere el metal después el temple, cuando el enfriamiento se ha realizado en una determinada forma, se conocerá también la de cualquier punto del mismo acero que se haya enfriado en las mismas condiciones, independientemente del medio de enfriamiento, de su posición en la pieza y de la forma y tamaño de la misma -Este ensayo consiste en templar una probeta cilíndrica de 25 mm de diámetro por 100 mm de largo. Se coloca sobre un soporte y se le arroja agua a temperatura ambiente (24ºC) en el extremo inferior, con esto se realizará un enfriamiento de abajo a hacia arriba. Después de esto se cortará la probeta en secciones y se medirá la dureza a lo largo de la barra, realizando un gráfico de dureza (generalmente Rockwell C) en función del largo de la barra. Estas curvas se denominan curvas de Jominy o de templabilidad. Mientras más inclinada sea la curva menos templable es el acero. Bandas de Templabilidad: -Son curvas que plasman la máxima y mínima templabilidad, entre las cuales deben estar situadas las curvas de Jominy. -Mediante el análisis reunido de cientos de coladas de cada grado de acero, se han establecido curvas de templabilidad mínima y máxima: -La denominación normal de los aceros con banda de templabilidad va seguida de la inicial H (Hardenability). Como las características que más interesan en muchos aceros son sus propiedades después del temple y su templabilidad, en EE.UU. se utilizan las bandas de templabilidad para la recepción de los aceros de los que se obtienen probetas para realizar el ensayo Jominy, sustituyendo así a los análisis químicos, ya que la composición por sí sola no da idea de las características que pudiéramos denominar funcionales del acero. A muchos aceros se les ha construido la banda de templabilidad y normalizado en algún sistema internacional. Los aceros que tienen esta banda se denotan con la letra H (por ejemplo: 1040 H, 4340 H), para cuya construcción se toma como base un medio de enfriamiento de agua, el cual se considera con una severidad H de 1. Es de notar que existen en el mercado muchas nuevas referencias de aceros que aún no se les ha construido su curva real ni teórica de templabilidad, por lo que se convierte en un tema interesante de investigación