Tratamientos térmicos del acero y otros materiales

Estampado

Se denomina así a las operaciones en prensa de troquelado (silueteado, acuñado, conformado, etc.).

Tratamientos térmicos del acero

En los tratamientos térmicos del acero haremos referencia a los procesos en los que se controla el tiempo y la temperatura y en los que se eliminan las tensiones residuales y /o se modifican las propiedades del material como la dureza, ductilidad y tenacidad.

1. Recocido

El recocido completo y el normalizado son operaciones de calentamiento que permiten que el material se transforme de acuerdo con el diagrama de equilibrio.

• Recocido completo - El material se calienta a aproximadamente 40ºC por encima de la temperatura crítica. Se mantiene un tiempo suficiente para que el C se disuelva y se difunda a través del material. Luego se enfría lentamente en el propio horno. Se consigue suavizar el material y hacerlo más dúctil, eliminar las tensiones residuales y refinar la estructura del grano.
• Recocido normalizado - En este proceso, se calienta a una temperatura algo superior a la del recocido completo y se enfría a temperatura ambiente. Se obtiene una estructura de grano más grueso, que puede mecanizarse con mayor facilidad en el caso de los aceros de bajo contenido en C. El material es más duro que el completamente recocido debido a que el enfriamiento se produce más rápido y se dispone de menos tiempo para el equilibrio.

2. Templado

Como hemos visto, la velocidad de enfriamiento determina la dureza del acero. La velocidad de enfriamiento controlada se denomina templado. Como medio de enfriamiento se puede utilizar el aire o fluidos como el aceite o el agua.

• El templado suave se obtiene al enfriar el acero al aire, mediante el proceso de recocido normalizado.
• El templado con aceite es más lento, pero evita las grietas de templado causadas por los cambios relativamente rápidos de la temperatura.
• El agua se utiliza para aceros al carbono y al medio carbono de baja aleación.

3. Revenido

Cuando se endurece una pieza, también se fragiliza y se presentan tensiones residuales. Las tensiones residuales se pueden eliminar mediante un proceso de calentamiento a baja temperatura o mediante el revenido. Este proceso se aplica después del endurecido por templado a temperatura superior a la crítica. Se recalienta hasta una temperatura menor a la crítica durante un tiempo y luego se enfría a temperatura ambiente.

4. Endurecimiento superficial

Se pretende producir una superficie exterior dura sobre un elemento de acero al bajo carbono, sin modificar la ductilidad y tenacidad del núcleo. Se consigue mediante el aumento del contenido en carbono en la superficie. Se introduce el material en un material carburizante durante tiempo y temperatura establecidos, dependiendo del espesor deseado de la capa.

Plásticos

Aquellos plásticos que fluyen o que se pueden moldear cuando se les aplica calor se denominan como termoplásticos. Los plásticos termofijos son aquellos cuyo proceso de polimerización terminan en una prensa de moldeo en caliente, donde el plástico se licúa bajo presión. No pueden volverse a moldear.

Materiales compuestos

Se forman con dos o más materiales distintos, que aportan propiedades al conjunto. A diferencia de las aleaciones, los materiales de un compuesto permanecen separados a nivel macroscópico. Constan de un refuerzo o rellenador, que proporciona rigidez y resistencia, y una matriz, que une los materiales y transmite las cargas entre las discontinuidades de los refuerzos. Las propiedades de los compuestos son variables en posición y dirección debido a la discontinuidad de los refuerzos. Pueden lograrse relaciones resistencia-peso cinco veces superiores a los aceros de alta resistencia. O de rigidez-peso ocho veces superiores a los metales estructurales.