Análisis y explicación de los Tratamientos Térmicos por Flavio
Definición y Objetivos del Tratamiento Térmico
Se designa como tratamiento térmico al procedimiento donde aleaciones metálicas son expuestas a altas temperaturas y posteriormente enfriadas súbitamente, enfrentándolas también a intensas condiciones de velocidad y presión. Este proceso solo puede llevarse a cabo mientras el metal se encuentre en su estado sólido. El propósito principal de este tratamiento es el perfeccionamiento de atributos mecánicos de las aleaciones, mejorando aspectos como la dureza, resistencia y elasticidad.
Entre los materiales que comúnmente reciben este tipo de procedimientos se incluyen el acero, el vidrio y la fundición compuesta de hierro y carbono. No obstante, es posible aplicarlo en materiales como la madera y la cerámica.
Mejoras en Propiedades Mecánicas
Los tratamientos térmicos transforman la estructura interna de los materiales, alterando su disposición cristalina sin modificar su composición química. Esto se logra a través de una serie de calentamientos y enfriamientos controlados, con el fin de alcanzar la disposición cristalina deseada y, consecuentemente, potenciar las características mecánicas del material. Las propiedades mecánicas que son afectadas incluyen:
- Resistencia al desgaste: Capacidad de un material para resistir la erosión por fricción.
- Tenacidad: Resistencia de un material a fracturarse frente a impactos, absorbiendo energía sin fisurarse.
- Maquinabilidad: Facilidad con la que un material puede ser mecanizado o desbastado.
- Dureza: Capacidad de resistir penetraciones o ser rayado.
Alotropía y Polimorfismo
La alotropía es un fenómeno por el cual los elementos químicos puros pueden adoptar diferentes estructuras cristalinas, manteniendo inalterada su composición química. Esto es fundamental para la efectividad de los tratamientos térmicos. El término polimorfismo se emplea para describir un fenómeno similar en otros materiales, como el caso del carbono en sus formas de diamante y grafito, o los distintos polimorfismos del hierro como la α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita.
Tratamientos Térmicos del Acero
Mediante un correcto tratamiento térmico, el acero puede modificar su esfuerzo interno y tamaño de grano, incrementando su tenacidad o logrando una superficie más dura con un núcleo más dúctil. Para ello, es crucial seguir las reacciones del acero durante los procesos de calentamiento y enfriamiento, ajustándose a tiempos específicos y controlados. Estos procesos se representan en un diagrama de fases que indica las temperaturas críticas en las cuales el acero cambia su estructura cristalina.
Los tratamientos térmicos principales para el acero son:
- Temple: Calentamiento del acero por encima de su temperatura crítica y su posterior enfriamiento rápido para aumentar su dureza y resistencia.
- Revenido: Tratamiento post-templado que reduce la dureza excesiva y aumenta la tenacidad.
- Recocido: Calentamiento hasta la temperatura de austenización seguido de un enfriamiento lento para mejorar la elasticidad y la maquinabilidad.
- Normalizado: Similar al recocido pero con enfriamiento al aire, lo que resulta en un material con propiedades más homogéneas.
Estos tratamientos son indispensables para garantizar la calidad y desempeño del acero en diversas aplicaciones industriales y de ingeniería.