Los tratamientos térmicos del acero, metales o aleaciones en estado sólido son un conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento (bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad y presión).
El objetivo es el de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la tenacidad, la resistencia mecánica y la elasticidad.
El calentamiento del acero a una temperatura dada, mantenida durante cierto tiempo, y su posterior enfriamiento a la velocidad adecuada produce una transformación de la microestructura interna del metal.
Al cambiar su microestructura, las propiedades macroscópicas del acero también se ven modificadas lo que permite variar algunas de sus características físicas y mecánicas, sin variar su composición química.
Los tratamientos térmicos dan como resultado aceros más homogéneos, mecanizables, duros y resistentes, según el caso, además de eliminar las tensiones internas. Algunos tipos de tratamiento térmico del acero mejoran su tenacidad y su ductilidad, como es el caso del revenido.
En estructuras de acero sometidas a cargas de fatiga se pueden aplicar tratamientos térmicos a las uniones soldadas con el fin de atenuar las tensiones residuales.
Clasificación de los tratamientos térmicos del acero
- Tratamientos térmicos con enfriamiento continuo: los más comunes son el temple, el revenido (sólo en aceros previamente templados), el normalizado y el recocido.
- Con enfriamiento isotérmico: austemperado y martemperado
- De endurecimiento superficial.
Diagramas de fases
Las temperaturas adecuadas a un tratamiento térmico se definen a partir del diagrama de fases de la aleación a tratar. Los Diagramas de fases representan las posibles combinaciones en función de la composición química de la aleación y la temperatura. Estos diagramas sirven para seleccionar los tratamientos y optimizar la composición del acero.
Diagramas de tratamientos térmicos TTT (temperatura-tiempo-transformación) y CCT (Continuous Cooling Treatment)https://t.co/IHwj5zkxML— ingeniero de caminos (@ingeniero_ccp) 28 de noviembre de 2016
La categoría de ejecución de una obra con elementos de acero que han sido sometidos a tratamiento térmico corresponde a la categoría PC1, según EAE (Instrucción de acero estructural). La categoría de ejecución depende de la fabricación y montaje de la estructura. Es conveniente que todas las superficies de la estructura que dispongan de algún tratamiento de protección anticorrosión sean visibles y fácilmente accesibles.
Acero templado y revenido
El temple y el revenido son procesos que fortalecen y endurecen materiales como el acero y otras aleaciones a base de hierro.
El proceso de templado o templado rápido implica calentar el material y luego enfriarlo rápidamente en agua, aceite, aire comprimido o gases inertes como el nitrógeno. El proceso está estrictamente controlado. La temperatura de calentamiento, el método, la sustancia de enfriamiento y la velocidad de enfriamiento dependerán del tipo de material y la dureza deseada.
El revenido es un tratamiento complementario del temple. Después de que el material ha sido templado en su estado más duro, el proceso de revenido se usa para lograr mayores tenacidad y ductilidad al disminuir la dureza.
El revenido se logra calentando el material templado por debajo del punto crítico durante un período de tiempo determinado. Luego permitiendo que se enfríe al aire en calma. Tanto la temperatura como el tiempo de calentamiento dependen de la composición del material y determinarán la cantidad de dureza eliminada.
Beneficios del temple y revenido
- Al revenir el acero templado, se vuelve menos quebradizo y más dúctil sin renunciar demasiado a la dureza. La combinación de estos dos procesos da como resultado el acero bonificado, más duro y más resistente y más soldable y dúctil que el acero al carbono ordinario.
- El factor de dureza significa una mayor resistencia al desgaste y la abrasión. Por eso este tratamiento es particularmente útil en aceros para maquinaria y estructuras donde se necesita una mayor resistencia a la abrasión y una mayor resistencia a la fluencia.
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Enfriamiento en los tratamientos térmicos es parte de una práctica propuesta en la Universidad Autónoma de Madrid que describe lo que ocurre cuando calentamos y posteriormente enfriamos una muestra de acero hipoeutectoide, describiendo varios tipos de tratamientos térmicos como el recocido y algunas de sus variaciones, el tratamiento térmico de normalización del acero y el templado.
