Existe
una gran variedad de tratamientos térmicos, sin embargo nos vamos a enfocar en
los tratamientos de enfriamiento lento, los cuales consisten en la
austenización seguida de un enfriamiento controlado, generalmente en horno o al
aire, de modo de producir microestructuras próximas a las de equilibrio. Dentro
de esta clasificación se incluyen los procesos denominados normalizados y
recocidos. Los productos forjados, las piezas coladas y el acero laminado en
caliente se normalizan para producir una estructura más uniforme que, en
general, mejora las propiedades y conduce a un resultado óptimo en cualquier
tratamiento térmico posterior.
Continuando
con lo anterior nos enfocaremos específicamente en el recocido isotérmico o de
perlitización, también se suele denominar recocido de maquinabilidad. Este
tratamiento Consiste en un calentamiento hasta la temperatura de austenización,
entre 740º y 820º, después se
baja a una temperatura entre 600º y 700º que se mantiene constante durante
varias horas para conseguir la completa transformación isotermica la cual está
a una temperatura comprendida dentro del intervalo de formación de la perlita,
mantenimiento a esa temperatura el tiempo necesario para completar la
transformación y enfriamiento a cualquier velocidad. Se aplica para obtener una
estructura homogénea de perlita, con muy buena respuesta al temple y sin la
descarburación que se produciría en un enfriamiento en horno.
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Curso de la
temperatura en la perlitización |
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Perlitización observada sobre un diagrama TTT de un acero DIN LW 1414. |
El
recocido isotérmico es mayormente utilizado en las fundiciones grises como
recocido de ablandamiento estas se dan a unos 740 °C, y sirven para mejorar la maquinabilidad y ablandar
el material. Fundiciones grises en las que, por causa de los elementos de
aleación o por la presencia de zonas pequeñas con enfriamiento rápido, no se
consigue la matriz ferrita, se recuecen a 850 °C.
Tipo de recocidos isotérmicos
empleados en las fundiciones grises
Recocido a 700 – 760 °C: Para disminuir la dureza de las
fundiciones grises se les somete a recocidos a 740 °C aproximadamente con
enfriamiento en horno a puertas cerradas. Este recocido es interesante porque
en ocasiones las fundiciones grises en bruto de colada quedan relativamente
duras y su mecanización es difícil. En muchos casos las microestructuras de
estas fundiciones en bruto están constituidas por grafito y ferrita y
cantidades variables de perlita y sorbita. Estos constituyentes son los que dan
alta dureza y cuando interesa mucho facilitar la mecanización conviene
transformarlos por recocido, en ferrita y grafito. Para conseguir después del
recocido una estructura de ferrita y grafito, que es la mejor para el
mecanizado, debe alcanzarse en el recocido una temperatura de unos 740 °C
aproximadamente. De manera que si después de sobrepasar la temperatura crítica
y llegar a los 740 °C, se mantiene esta temperatura durante un cierto tiempo,
se consigue que la perlita y la sorbita se transformen en austenita. En esas
condiciones, temperatura ligeramente superior a la eutectoide y mantenimiento
prolongado, la austenita va cediendo carbono que se deposita en forma de
grafito, obteniéndose al final ferrita y grafito. Si se emplean temperaturas
más altas del orden de 800 – 900 °C, y el enfriamiento se hace al aire, se
deposita muy poco grafito y es muy difícil obtener baja dureza. Con este
recocido a 740 °C se baja la dureza de las fundiciones hasta 120 - 130 Brinell.
Recocido a 800 – 900 °C: Es usado en situaciones donde, por
causa de los elementos de aleación o por la presencia de zonas pequeñas con
enfriamiento rápido, obtenidas en el recocido subcrítico, no se consigue la
matriz ferrita. En este proceso la fundición es calentada a temperatura de 800
– 900 °C, llegándose de esta manera por encima de la temperatura de
transformación eutectoide. Después de mantenerla por 1 h por cada 25 mm de
espesor, la fundición es enfriada lentamente por la región de transformación
eutectoide, promoviendo la formación de ferrita. Al calentar de 800 – 900 °C,
no hay formación de grafito o esta formación tiene poca importancia, ya que la
temperatura de mantenimiento no es apropiada para el depósito de gran cantidad
de grafito; calentando a 850 °C por ejemplo, se formará austenita. Durante la
permanencia a esta temperatura habrá formación de una pequeña cantidad de
grafito y luego, en un enfriamiento sin precauciones muy especiales, al pasar
la zona eutectoide, se formará perlita. Si se calienta a 850 °C se puede
obtener la microestructura de grafito y ferrita, con enfriamiento muy lento.
Este tratamiento de 800 – 900 °C también es recomendable para fundiciones
grises de gran dureza y para fundiciones atruchadas que contienen cementita
hipereutectoide. En esos casos la dureza inicial que será francamente alta, 250
a 300 Brinell, se podrá disminuir con este recocido. En este tratamiento se
calentará a unos 850 °C aproximadamente y luego se cuidará que la velocidad de
enfriamiento sea muy lenta, sobre todo en la zona crítica de 700 – 720 °C, para
facilitar el depósito del grafito eutectoide y luego se puede enfriar al aire.
REFERENCIAS:
https://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/11042/1264/ING_438.pdf?sequence=1&isAllowed=y
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