Procesos Metalúrgicos

 

Asignatura: Procesos Metalúrgicos

Curso: 5° Mecánica

Profesor: Ariel Lauritto    email: rariel_lauritto@yahoo.com.ar 

Tratamientos del acero

Actividades:

1) Leer el texto

2) Ver los siguientes vídeos y tomar nota de los procesos: https://www.youtube.com/watch?v=CmHSS4asKtk y https://www.youtube.com/watch?v=H1AhmPIG4rw

3) ¿Cuáles son los tratamientos más habituales? Escribe sus conceptos

4) Realiza un breve resumen del proceso del cromado y del galvanizado

5) ¿Cuáles son los procesos térmicos y los termoquímicos?

6) Completa la actividad que está al final del texto

Dentro de este apartado vamos a hablar de los tratamientos a los que se puede someter una pieza de acero en estado ya sólido para mejorar alguna de sus propiedades. Básicamente estos tratamientos son de tres tipos, superficiales, térmicos y termoquímicos.

Tratamientos superficiales

 

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El principal inconveniente que presenta el acero como material de trabajo es su tendencia a oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua. Por ello normalmente el acero ha de ser sometido a tratamientos superficiales que combatan esta carencia.

En esencia lo que hacen todos ellos es cubrir la pieza con una capa de material que o bien no se oxida o ya está oxidado pero no permite que la corrosión pase a capas interiores. Los tratamientos superficiales más habituales son:

• Cromado: recubrimiento embellecedor superficial para proteger de la oxidación.
• Galvanizado: recubrimiento superficial con zinc que se da al acero.
• Niquelado: similar al cromado.
• Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la tortillería, consiste en aplicar una capa superficial de óxido, con el que se cubren las piezas y se evita su corrosión.
• Pintura: recubrimiento protector, usado en estructuras, automóviles, barcos.

Tratamientos térmicos

 

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Mediante estos procesos se consigue modificar muy significativamente las propiedades mecánicas como dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. En estos procesos no hay ninguna aportación de elementos químicos nuevos al material base.

Consisten en calentar el material a tratar hasta una temperatura inferior a la de fusión y mantenerlo en ella el tiempo suficiente como para que a lo largo de toda la pieza se alcance la misma temperatura, con el fin de homogeneizar el tamaño del grano, o para modificar los microconstituyentes del material. Posteriormente el material puede ser enfriado a diferentes velocidades, según el tipo tratamiento que se quiera realizar. Para conseguir distintas velocidades de enfriamiento, se somete al material a un baño en agua o aceite, en calma o con agitadores, o se deja a la pieza en el interior del horno apagado a que se vaya enfriando.

Hay distintos tipos de tratamientos térmicos que se aplican al acero (serán más profundamente tratados en Tecnología II):Temple, revenido, recocido y normalizado, con ellos se consigue mejora la resistencia a la tracción, disminuir la acritud, elevar la tensión de rotura, y eliminar las tensiones internas.

 

Tratamientos termoquímicos

 

En ocasiones se demandan materiales que tengan propiedades contradictorias como es por ejemplo que presenten elevada resiliencia y dureza (cigüeñales, pistones, levas,…), para ello se trata de que el alma de las piezas absorba los impactos y que la zona superficial sea la que acometa la dureza.

En estos casos se modifica superficialmente la composición de los materiales sin que afecte a su composición interna, sometiéndoles a tratamientos termoquímicos. Estos se llevan a cabo en recipientes herméticos, elevando la temperatura por debajo de la de fusión y en presencia de algún elemento que se difunda hacia el interior del material base de la pieza a tratar, dependiendo de cual sea este material se distinguen los siguientes tratamientos:

• Cementación con carbono: se suelen emplear sólidos como el carbón o líquidos como cianuro sódico (CNNa), o gases como mezclas de monóxido de carbono y metano.
• Nitruración con nitrógeno: se alcanzan temperaturas alrededor de los 500ºC y en el seno de una atmósfera de amoniaco (NH3), los átomos de nitrógeno se asocian con elementos constituyentes de la aleación como el cromo constituyéndose compuestos extraordinariamente duros.
• Cianuración: en este tratamiento se alcanzan temperaturas del orden de 850ºC y los elementos que se difunden son: cianuro sódico, cloro y carbonato sódico.
• Sulfinización: se eleva a temperatura hasta 600ºC y se somete a la pieza a tratar a un baño de sales ricas en azufre, combinándose este elemento superficialmente con la pieza a tratar obteniéndose una extraordinaria dureza superficial.

En ocasiones después de un tratamiento termoquímico, se suele aplicar un temple superficial para aumentar la resiliencia de la pieza y disminuir sus tensiones internas.

Actividad de Espacios en Blanco

Uno de los grandes inconvenientes del acero es su tendencia a oxidarse cuando entra en contacto en el oxígeno y la humedad.  Los tratamientos superficiales consiguen recubrir la pieza de acero de una capa de material no oxidable que impiede que la pieza que queda recubierta se deteriore.  Hay varios tipos de tratamientos:

- Cuando el acero se recubre de una capa superficial obtenemos un tipo de acero llamado acero  .

-El  consiste en cubrir la pieza de acero con una capa superficila de óxido.

- Automóviles, barcos y extructuras de puentes son frecuentemente cubiertas por una capa de  , esta da color a la pieza y la evita que la humedad y el oxígeno entre en contacto con el acero.