Temple del acero

Templado de acero del aceroEl templado es un tratamiento trmico, mediante el calentamiento y enfriamiento a una velocidad controlada, varia las caractersticas mecnicas (aumentar la dureza y resistencia), fsicas (modificar el magnetismo remanente y la resistencia elctrica) y qumicas (mejorar su comportamiento en los procesos de recocido y frente a la accin de ciertos cidos) del acero.

El acero se calienta por encima de la temperatura crtica inferior, unos 721C, para que la perlita se disuelva en austenita. . La temperatura de austenizacin debe ser superior a la temperatura de transformacin total de la ferrita en austenita y depende de la composicin del acero. Esta solucin solida de hierro y carbono al enfriarse repentinamente, la estructura cristalina se transforma de forma rpida y el carbono queda incluido dentro de la red deformndola y endurecindola, se transforma en martensita. Esta microestructura es muy dura, frgil y tiene mayor resistencia a la traccin que el acero perltico. Cuanto mayor sea el contenido de carbono mayor dureza adquiere. Despus del temple siempre se suele hacer un revenido de la pieza porque el acero queda muy inestable y para darle mayor ductilidad y tenacidad.

La composicin del acero, sobre todo su contenido en carbono, determina las caractersticas finales y la capacidad de temple del acero. El acero tambin se puede usar con elementos aleantes pero no todos favorecen el temple. Elementos como el vanadio o el molibdeno conceden caractersticas al acero que hacen aumentar su templabilidad, su presencia hace inhibir la descomposicin de la austenita en perlita y con ello se consigue transformar la austenita en martensita a bajas velocidades de enfriamiento.

La templabilidad de un acero es la mayor o menor aptitud de este para que se forme una estructura martenstica en todos los puntos de su seccin cuando se enfra en unas condiciones determinadas a partir de un estado austentico.

Los aceros con alta templabilidad tienen baja soldabilidad. Estos aceros son aquellos que contienen un porcentaje de carbono mayor al 0,45%.La temperatura y velocidad de los procesos de calentamiento en el temple determinarn su dureza y resistencia. El tiempo de calentamiento y permanencia a la temperatura de austenizacin ser el estrictamente necesario para que todo el carbono est en solucin y la austenita sea homognea.

La velocidad de enfriamiento ha de ser lo suficientemente rpida par impedir que se produzcan transformaciones de la austenita antes de alcanzar la temperatura crtica inferior (Ms). En esta velocidad influyen factores que dependen de la pieza (la temperatura de temple, el tamao del grano de la austenita y la masa, forma y dimensiones de la pieza) y factores que dependen del medio de enfriamiento (volumen, temperatura, viscosidad, temperatura de ebullicin, conductividad, calor especfico, estado de reposo o movimiento, densidad, calor de vaporizacin, etc.).

Medios de enfriamiento en el temple.

El fluido ideal de temple ser aquel que produzca una velocidad de enfriamiento superior a la crtica hasta temperaturas inferiores a las de transformacin de la perlita y bainita, y ms baja en el intervalo de la transformacin martenstica. De esta forma se evitar la transformacin de la austenita en los constituyentes ms blandos y se conseguir que se transforme con uniformidad en martensita, sin peligro a que se formen grietas y deformaciones. Algunos medios utilizados son:

En agua: el agua es el mtodo mas utilizado para el enfriamiento de acero en el temple. El agua a temperatura inferior a 30C, tiene una severidad de temple baja si se deja la pieza en reposo pero si se agita o se le aaden sales esta severidad aumenta, llegando a conseguirse, uniendo ambos mtodos, la mxima severidad.

En aceites minerales: se puede emplear para aceros ordinarios altos en carbono y de seccin pequea. Tambin se emplea para aceros aleados, cuya velocidad crtica de temple sea baja y su seccin puede ser grande, en este caso se reduce el peligro de grietas y deformaciones. Los aceiten debern tener una volatilidad no muy elevada, temperatura de inflamacin y de combustin lo ms alta posible, gran resistencia a la oxidacin y una viscosidad a temperatura ambiente entre 14,4 y 15,7 poise. Los mejores aceites para este uso son los derivados del petrleo.

En metales y sales fundidas: los metales fundidos como el mercurio o el plomo y ciertas sales se usan como refrigerantes por su comportamiento respecto a la severidad del temple que es similar a la del aceite pero por agitacin se logra aumentar considerablemente.

En aire en calma a presin: se usa en aceros con bajas velocidades de temple. se enfran las piezas por radiacin, convencin y conductividad por lo que desempea un papel importante el estado de la superficie de la pieza favoreciendo que la superficie sea negra y dificultando que sea brillante.

Los defectos ms comunes ocasionados en el temple son:

Oxidaciones y descarburaciones: se deben al calentamiento en atmsferas inadecuadas.

Exceso de fragilidad: por calentamiento a temperaturas excesivas que provocan el crecimiento del grano.

Falta de dureza: por calentamiento a temperatura demasiado baja, por descarburacin superficial o por velocidades de enfriamiento superiores a la crtica.

Deformaciones: por calentamiento o enfriamiento desigual de las piezas o apoyos inadecuados en el proceso.

Grietas y roturas: por desigual enfriamiento del ncleo y la periferia de la pieza.