ÍNDICE
INTRODUCCIÓN………………………………….……………………………………….3 MARCO TEÓRICO………………………………………………….……………..…..…. 4 -10
ENDURECIMIENTO POR DEFORMACION …………...……...…….………..……...….4 TRATAMIENTOS A METALES .………………………………...…….……………….….5 TRATAMIENTO SUPERFIC IAL………...……………………..…….……………………5 -6 TRATAMIENTO TÉRMIC O…...………………………………..…….……………………7 -8 TRATAMIENTO TERMOQUIM ICOS………………..………..…….……………………9 -10 GLOSARIO……………………………………………………………………………..…. 11 CONCLUSIONES…………………………………………….…………………..…….... 12 BIBLIOGRAFÍA………………………………………….………………...….…….......... 13
INTRODUCCIÓN EN ESTE TRABAJO SE PRESENTA EL TEMA CONTROL DE LA MICROESTRUCTURA. ENTRE LOS QUE PODEMOS MENCIONAR AL ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN, EL CUAL TRATA EL ENDURECIMIENTO DE UN MATERIAL POR UNA DEFORMACIÓN PLÁSTICA. EXISTEN 5 DIFERENTES TRATAMIENTOS PARA LOS METALES: A METALES, SUPERFICIALES, TÉRMICOS, QUIMOS Y TERMOQUÍMICOS, QUE SE ENCARGAN DE MEJORAR LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES, COMO RESISTENCIA, CORROSIÓN, OXIDACIÓN, ROZAMIENTO Y RESISTENCIA AL DESGASTE, ENTRÉ MUCHOS OTROS FACTORES.
ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN
EL ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN O ENDURECIMIENTO EN FRÍO, ES EL ENDURECIMIENTO DE UN MATERIAL POR UNA DEFORMACIÓN PLÁSTICA A NIVEL MACROSCÓPICO QUE TIENE EL EFECTO DE INCREMENTAR LA DENSIDAD DE DISLOCACIONES DEL MATERIAL. A MEDIDA QUE EL MATERIAL SE SATURA CON NUEVAS DISLOCACIONES, SE CREA UNA RESISTENCIA A LA FORMACIÓN DE NUEVAS DISLOCACIONES. ESTA RESISTENCIA A LA FORMACIÓN DE DISLOCACIONES SE MANIFIESTA A NIVEL MACROSCÓPICO COMO UNA RESISTENCIA A LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA. EN CRISTALES METÁLICOS, ES USUAL QUE LAS DISLOCACIONES FORMEN UNA DEFORMACIÓN IRREVERSIBLE A ESCALA MICROSCÓPICA, Y TERMINAN POR PRODUCIR UNA REESTRUCTURACIÓN A MEDIDA QUE SE PROPAGAN POR LA ESTRUCTURA DEL CRISTAL. A TEMPERATURAS NORMALES LAS DISLOCACIONES SE ACUMULAN EN LUGAR DE ANIQUILARSE, Y SIRVEN COMO DEFECTOS PUNTUALES U OBSTÁCULOS QUE IMPIDEN SIGNIFICATIVAMENTE SU MOVIMIENTO. ESTO LLEVA A UN INCREMENTO EN LA RESISTENCIA DEL MATERIAL Y A LA CONSECUENTE DISMINUCIÓN EN LA DUCTIBILIDAD.
TRATAMIENTO A METALES EL TRATAMIENTO DE LOS METALES Y SUS ALEACIONES ES UN PROCEDIMIENTO TECNOLOGICO COMPLEJO QUE COMPRENDE LAS OPERACIONES DE CALENTAMIENTO, MENTENIMIENTO Y ENFRIAMIENTO, EN EL PROCEDIMIENTO SE LOGRA LA TRANSFORMACION COMPLETA DE FASES ESTRUCTURALES, SEGUIDO DE UNA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO ADECUADO CON LO CUAL SE MODIFICAN SUS PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA NATURALEZA TAMAÑO Y DISTRIBUCION DE LOS CONSTITUYENTES ESTRUCTURALES QUE SE RELACIONAN CON EL ESFUERZO DE FLUENCIA,ESFUERZO DE ROTURA, ELONGACIÓN Y LA ENERGÍA ABSORBIDA.
TRATAMIENTO SUPERFICIAL
LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES DE LOS METALES SON AQUELLOS TRATAMIENTOS QUE PROTEGEN LA SUPERFICIE DE LOS COMPONENTES DEL METAL PARA PROTEGERLOS DE LA OXIDACIÓN Y DE LA CORROSIÓN. DEBIDO A LA FACILIDAD QUE TIENEN ALGUNOS METALES (POR EJEMPLO EL HIERRO Y EL ACERO) PARA OXIDARSE CUANDO ENTRA EN CONTACTO CON LA ATMÓSFERA O CON EL AGUA, ES NECESARIO Y CONVENIENTE PROTEGERLO MEDIANTE TALES TRATAMIENTOS.
GALVANIZACIÓN O GALVANOPLASTIA._
SON PROCESOS
ELECTROLÍTICOS,
MECÁNICOS O DE INMERSIÓN MEDIANTE LOS CUALES SE ADHIERE UNA CAPA SUPERFICIAL DE OTRO METAL RESISTENTE A LA OXIDACIÓN. OTROS MATERIALES QUE SE PUEDEN APLICAR POR GALVANOPLASTIA SON EL ORO, LA PLATA, EL PLATINO O EL RADIO. ANODIZADO._ EL ANODIZADO O ANODIZACIÓN ES UNA TÉCNICA UTILIZADA PARA GENERAR DE FORMA ACELERADA UNA CAPA DE PROTECCIÓN FORMADA POR ÓXIDO NATURAL DEL METAL. ESTE PROCESO SE PUEDE EMPLEAR EN METALES EN LOS QUE LA PROPIA CAPA DE ÓXIDO ES UNA BARRERA EFICAZ CONTRA LA CORROSIÓN, COMO EN EL CASO DEL ALUMINIO O DEL TITANIO. METALIZACIÓN._ SE PROYECTA UN METAL FUNDIDO, PULVERIZÁNDOLO SOBRE LA SUPERFICIE DE OTRO. CON ESTO SE CONSIGUE COMUNICAR A LA SUPERFICIE DE UN METAL LAS CARACTERÍSTICAS DE OTRO DIFERENTE. CROMADO._ SE DEPOSITA CROMO ELECTROLÍTICAMENTE SOBRE EL METAL; DE ESTA MANERA, SE DISMINUYE SU COEFICIENTE DE ROZAMIENTO Y SE AUMENTA SU RESISTENCIA AL DESGASTE.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EL OBJETIVO QUE SE PERSIGUE CON LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS ES MEJORAR O MODIFICAR LAS PROPIEDADES DE LOSMETALES O ALEACIONES, MEDIANTE ALTERACIONES EN SU ESTRUCTURA, CON EL FIN DE QUE GRACIAS A LAS PROPIEDADESADQUIRIDAS PUEDAN DESEMPEÑAR CON GARANTÍAS LOS TRABAJOS A QUE HAN DE SER DESTINADAS. AUNQUE LA MAYOR PARTE DE LOS METALES Y ALEACIONES ADMITEN TRATAMIENTO TÉRMICO, LAS ALEACIONES DE TIPO FERROSO SON LAS QUEMEJOR SE PRESTAN A ELLO. EL TRATAMIENTO TÉRMICO CONSISTE EN CALENTAR EL ACERO A UNA TEMPERATURA DETERMINADA, MANTENERLO A ESATEMPERATURA DURANTE UN CIERTO TIEMPO HASTA QUE SE FORME LA ESTRUCTURA DESEADA Y LUEGO ENFRIARLO A LA VELOCIDAD CONVENIENTE. LOS FACTORES TEMPERATURA-TIEMPO DEBEN SER MUY BIEN ESTUDIADOS DEPENDIENDO DELMATERIAL, TAMAÑO Y FORMA DE LA PIEZA. DE ÉSTA FORMA SE LOGRARÁ UNA MODIFICACIÓN MICROSCÓPICA, TRANSFORMA-CIONES DE TIPO FÍSICO, CAMBIOS DE COMPOSICIÓN O UNA DETERMINADA ESTRUCTURA INTERNA CUYAS PROPIEDADES PERMITIRÁN ALCANZAR ALGUNOS DE LOS SIGUIENTES OBJETIVOS: -LOGRAR UNA ESTRUCTURA DE MEJOR DUREZA Y MAYOR MAQUINABILIDAD. -ELIMINAR TENSIONES INTERNAS Y EVITAR DEFORMACIONES DESPUÉS DEL MECANIZADO. -ELIMINAR LA ACRITUD QUE OCASIONA EL TRABAJO EN FRÍO -CONSEGUIR UNA ESTRUCTURA MÁS HOMOGÉNEA -OBTENER LA MÁXIMA DUREZA Y RESISTENCIA POSIBLE -VARIAR ALGUNAS DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS. TODAS LAS CARACTERÍSTICAS DETALLADAS ANTERIORMENTE SE CONSIGUEN CON ALGUNO DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS QUE SE EXPLICAN A CONTINUACIÓN: RECOCI DO._ CONSISTENTE EN ABLANDAR Y AFINAR EL GRANO, ELIMINAR TENSIONES Y LA ACRITUD PRODUCIDA POR LA CONFORMACIÓN DEL MATERIAL EN FRÍO. EL RECOCIDO SE OBTIENE CALENTANDO LAS PIEZAS A LA TEMPERATURA ADECUADA Y ENFRIÁNDOLAS LENTAMENTE EN EL MISMO HORNO O RECUBRIÉNDOLAS DE ARENA O CENIZAS CALIENTES.
EXISTEN DIFERENTES TIPOS DE RECOCIDO DE LOS QUE DESTACAMOS LOS SIGUIENTES: -RECOCIDO DE REGENERACIÓN._ TIENE POR OBJETO AFINAR EL GRANO DE LOS ACEROS SOBRECALENTADOS. -RECOCIDO GLOBULAR. _ SE EFECTÚA PARA LOGRAR UNA MÁS FÁCIL DEFORMACIÓN EN FRÍO. -RECOCIDO CONTRA LA ACRITUD._ PARA RECUPERAR LAS PROPIEDADES PERDIDAS EN LA DEFORMACIÓN EN FRÍO (ACRITUD). -RECOCIDO DE ABLANDAMIENTO._ CUANDO HAY QUE MECANIZAR PIEZAS TEMPLADAS CON ANTERIORIDAD (TªSUPERIOR A LA CRÍTICA AC3). -RECOCIDO DE ESTABILIZACIÓN._ ELIMINA LAS TENSIONES INTERNAS DE LAS PIEZAS TRABAJADAS EN FRÍO.RECOCIDO ISOTÉRMICO. PARA MEJORAR LA MAQUINABILIDAD DE LAS PIEZAS ESTAMPADAS EN CALIENTE.DOBLE RECOCIDO. PARA LOGRAR UNA ESTRUCTURA MECANIZABLE EN ACEROS DE ALTA ALEACIÓN.
TEMPLE._ EL TEMPLE ES UN TRATAMIENTO QUE TIENE POR OBJETO ENDURECER Y AUMENTAR LA RESISTENCIA DEL ACERO. DESPUÉSDEL TEMPLE SIEMPRE DEBE DE HACERSE LA OPERACIÓN DE REVENIDO PARA ELIMINAR Y SUAVIZAR LAS TENSIONES INTERNAS CREADAS DURANTE EL TRATAMIENTO ANTERIOR. EL TEMPLE CONSISTE EN CALENTAR EL ACERO A UNA TEMPERATURA SUFICIENTEMENTE ELEVADA COMO PARA TRANSFORMARLO EN AUSTENITA; SEGUIDO DE UN ENFRIAMIENTO ADECUADO PARA TRANSFORMAR LA AUSTENITA EN MARTENSITA. SE DENOMINA TEMPLABILIDAD A LA CAPACIDAD DE PENETRACIÓN DEL TEMPLE QUE TIENEN LOS ACEROS; LA TEMPLABILIDAD DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DEL ESPESOR DE LA PIEZA Y DE LA CAIDAD DEL ACERO (COMPOSICIÓN QUÍMICA). REVENIDO._ SE APLICA EXCLUSIVAMENTE A LOS METALES TEMPLADOS, PUDIENDO CONSIDERARSE COMO UN TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO DEL TEMPLE. CON ELLO SE PRETENDE MEJORAR LA TENACIDAD DEL METAL TEMPLADO, A COSTA DE DISMINUIR UN POCO SU DUREZA.
TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS SON TRATAMIENTOS DE RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL EN LOS CUALES INTERVIENE UN ELEMENTO QUÍMICO EL CUAL SE DEPOSITA POR PROCESO DE DIFUSIÓN EN LA SUPERFICIE DEL MATERIAL. CEMENTADO._ CONSISTE EN EL ENDURECIMIENTO DE LA SUPERFICIE EXTERNA DEL ACERO AL BAJO CARBONO, QUEDANDO EL NÚCLEO BLANDO Y DÚCTIL. COMO EL CARBONO ES EL QUE GENERA LA DUREZA EN LOS ACEROS EN EL MÉTODO DE CEMENTADO SE TIENE LA POSIBILIDAD DE AUMENTAR LA CANTIDAD DE CARBONO EN LOS ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO ANTES DE SER ENDURECIDO. EL CARBONO SE AGREGA AL CALENTAR AL ACERO A SU TEMPERATURA CRÍTICA MIENTRAS SE ENCUENTRA EN CONTACTO CON UN MATERIAL CARBONOSO. LOS TRES MÉTODOS DE CEMENTACIÓN MÁS COMUNES SON: EMPACADO PARA CARBURACIÓN, BAÑO LÍQUIDO Y GAS. CEMENTACIÓN GASEOSA: PROCESO INDICADO PARA PIEZAS DE ACEROS DE CONSTRUCCIÓN QUE NECESITAN MUCHA RESISTENCIA AL DESGASTE EN EL EXTERIOR Y MUCHA TENACIDAD EN EL INTERIOR. SE REALIZA UNA APORTACIÓN DE CARBONO A LA PIEZA CREÁNDOSE UNA CAPA, LA CUAL PUEDE IR DESDE 0.8 HASTA 2.5 MM DE PROFUNDIDAD. EL POTENCIAL DE CARBONO DE ESTE PROCESO ES CONTROLADO A TRAVÉS DE SONDAS DE OXÍGENO, DE ESTA FORMA SE CONSIGUE UNA GRAN HOMOGENEIDAD EN LA CAPA CEMENTADA. APLICACIONES: PIÑONES, CORONAS, EJES, LEVAS, GUÍAS, CHAVETAS, COLUMNAS, ETC. CARBURADO, CIANURADO Y NITRURADO._ EXISTEN VARIOS PROCEDIMIENTOS DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL CON LA UTILIZACIÓN DEL NITRÓGENO Y CIANURO A LOS QUE POR LO REGULAR SE LES CONOCE COMO CARBONITRURADO O CIANURADO. EN TODOS ESTOS PROCESOS CON AYUDA DE LAS SALES DEL CIANURO Y DEL AMONIACO SE LOGRAN SUPERFICIES DURAS. NITRURADO._ EL PROCESO DE NITRURADO ES PARECIDO A LA CEMENTACIÓN PERO DIFIERE EN QUE EL MATERIAL SE CALIENTA A LOS 510°C Y SE MANTIENE ASÍ EN CONTACTO DE GAS AMONÍACO. DE ESTA MANERA LOS NITRUROS DEL AMONÍACO AYUDAN A ENDURECER EL MATERIAL. TAMBIÉN EXISTE LA MODALIDAD LÍQUIDA EN LA
CUAL, EL MATERIAL ES SUMERGIDO EN UN BAÑO DE SALES DE CIANURO A LA MISMA TEMPERATURA DEL NITRURADO NORMAL. NITRURACIÓN GASEOSA: PROCESO DESARROLLADO INTENSAMENTE EN LOS ÚLTIMOS AÑOS, TANTO TÉCNICAMENTE COMO EN LA CALIDAD DE LAS INSTALACIONES. CONFIERE A LOS MATERIALES UN EXCELENTE “COEFICIENTE DE ROZAMIENTO” GRACIAS A LA CAPA
DURA APORTADA (DESDE 0.25 A 0.5 MM).
APLICACIONES: *ACEROS QUE VAYAN A SUFRIR MUCHO ROCE Y NECESITAN UNA EXCELENTE RESISTENCIA AL DESGASTE. *MATRICES DE EXTRUSIÓN DE ALUMINIO. *MOLDES, CORREDERAS, POSTIZOS, ETC. QUE VAYAN A TRABAJAR EN INYECCIÓN DE PLÁSTICO, EN DEFINITIVA CUALQUIER PIEZA QUE NECESITE RESISTENCIA AL DESGASTE.
VENTAJAS: *DADA LA BAJA TEMPERATURA A LA QUE SE REALIZA ESTE TRATAMIENTO SE PRODUCEN DEFORMACIONES INAPRECIABLES. *SE CONSIGUEN ALTAS DUREZAS, PUDIENDO ALCANZAR LOS 1100 HV DEPENDIENDO DEL MATERIAL UTILIZADO. *SE PUEDE REALIZAR UN ENDURECIMIENTO PARCIAL DE LA ZONA QUE DESEE. *EL ACABADO DESPUÉS DE TRATAMIENTO ES EXCELENTE YA QUE SE REALIZA EN ATMÓSFERA CON VACÍO PREVIO. CIANURADO._ TAMBIÉN LLAMADO CARBONITRURADO LÍQUIDO, EL CIANURADO CONSISTE EN COMBINAR LA ABSORCIÓN DE CARBONO Y NITRÓGENO PARA OBTENER LA DUREZA NECESARIA EN MATERIALES DE BAJO CÁRBONO. EL MATERIAL ES SUMERGIDO EN UN BAÑO DE SALES DE CIANURO DE SODIO.
GLOSARIO CEMENTADA._ CALENTAR UNA PIEZA DE METAL JUNTO CON OTRA MATERIA EN POLVO O EN PASTA PARA CONFERIRLE NUEVAS PROPIEDADES. CIANURO._ EL CIANURO ES UNA SUSTANCIA QUÍMICA ALTAMENTE REACTIVA Y TÓXICA, UTILIZADA EN PROCESAMIENTO DEL ORO, JOYERÍA, LABORATORIOS QUÍMICOS, INDUSTRIA DE PLÁSTICOS, PINTURAS,ETC. TEMPLE._ TRATAMIENTO TÉRMICO QUE CONSISTE EN CALENTAR UN MATERIAL COMO VIDRIO, ACERO, ETC. HASTA CIERTA TEMPERATURA Y ENFRIARLO LUEGO RÁPIDAMENTE PARA ENDURECERLO. TENACIDAD._ CAPACIDAD QUE TIENE UN METAL PARA ABSORBER ENERGÍA ANTES DE SU ROTURA O DEFORMACIÓN, LO QUE LE PERMITE SOPORTAR BIEN LOS GOLPES Y TENSIONES.
CONCLUSIONES
DESPUÉS DE HABER FINALIZADO CON LA INVESTIGACIÓN SOBRE CONTROL DE LA MICROESTRUCTURA, PODEMOS CONCLUIR QUE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ALEACIONES DE LOS ACEROS, RESIDE EN EL TIPO DE TRATAMIENTO TÉRMICO A LOS QUE SE LES SOMETE, ESTOS MODIFICAN LA ESTRUCTURA CRISTALINA QUE FORMAN LOS ACEROS SIN VARIAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS MISMOS. LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES PROTEGEN LA SUPERFICIE DE LOS COMPONENTES DEL METAL DE LA OXIDACIÓN Y CORROSIÓN; EL TRATAMIENTO TÉRMICO ES EL PROCESO AL QUE SE SOMETEN LOS METALES Y OTRO TIPO DE MATERIALES SÓLIDOS COMO POLIMEROS CON EL FIN DE MEJORAR SUS PROPIEDADES MECÁNICAS, COMO LA DUREZA, LA RESISTENCIA Y LA ELASTICIDAD. EL TRATAMIENTO TERMOQUIMICO SE CATACTERIZA POR EL RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL EN EL QUE INTERVIENE UN ELEMENTO QUÍMICO EL CUAL SE DEPOSITA EN LA SUPERFICIE DEL MATERIAL.
BIBLIOGRAFÍA: http://es.wikipedia.org/wiki/Endurecimiento_por_deformaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_superficial_de_los_metales http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_térmico http://sifunpro.tripod.com/termoquim.htm http://es.scribd.com/doc/3919885/Tratamientos-termicos-1 http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2011/01/tratamientos_metales1.pdf
http://sisbib.unmsm.edu.pe/BibVirtualdata/publicaciones/indata/Vol3_N1/pdf/a02.pdf