Saltar a: navegación, buscar

Temple

Temple
Información sobre la plantilla
Temple.jpg
Concepto:Es el proceso básico para endurecer el acero.

Temple. Es un tratamiento térmico que se le da a los aceros para elevar la dureza. El obejtivo del temple es obtener una alta dureza o solidez en la pieza. al templar la austenita obtenida a consecuencia del calentamiento del acero hasta la temperatura de temple.

Temple

Temple, en metalurgia e ingeniería, proceso de baja temperatura en el tratamiento térmico del acero con el que se obtiene el equilibrio deseado entre la dureza y la tenacidad del producto terminado. Los artículos de acero endurecidos calentándolos a unos 900 °C y enfriándolos rápidamente en aceite o agua se vuelven duros y quebradizos.

Si se vuelven a calentar a una temperatura menor se reduce su dureza pero se mejora su tenacidad. El equilibrio adecuado entre dureza y tenacidad se logra controlando la temperatura a la que se recalienta el acero y la duración del calentamiento. La temperatura se determina con un instrumento conocido como pirómetro; en el pasado se hacía observando el color de la capa de óxido que se formaba sobre el metal durante el calentamiento.

Tipos

Existen varios tipos de temple,clasificados en función del resultado que se quiera obtener y en función de la propiedad que presentan casi todos los aceros llamada templabilidad (capacidad a la penetración del temple), que a su vez depende, fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la calidad del acero.

El término temple también se utiliza para describir un proceso de trabajo en frío que aumenta la dureza del metal, sobre todo en el caso de aceros con bajo contenido en carbono y de metales no ferrosos.

El templado del acero se realiza en tres escalones: calentamiento a temperatura de temple, detención a esta temperatura y enfriamiento rápido. El temple se consigue al alcanzar la temperatura de austenización y además que todos los cristales que componen la masa del acero se transformen en cristales de austenita, ya que es la única estructura constituyente del material que al ser enfriado rápidamente se transforma en Martensita, estructura que da la máxima dureza a un acero hipoeutectoide.

Los aceros inferiores a 0,3% de carbono no toman temple debido a que al ser enfriados rápidamente de la temperatura de austenización fijan estructuras no martensíticas como por ejemplo: Perlita y Ferrita.

La temperatura de austenización es variable, dependiendo del porcentaje de carbono que contenga el acero. De acuerdo con un diagrama de nombre Hierro Carbono se distingue una zona llamada hipoeutectoide a la cual pertenecen los aceros de porcentajes de carbono inferiores al 0,83% hasta 0,008% y otra superior a estas de nombre hipereutectoide.

Medios de enfriamientos

Es deseable que el medio de enfriamiento para el temple enfríe con rapidez en la zona de temperaturas donde la austenita tiene poca estabilidad(600-5500C, y con lentitud en la zona de temperaturas de la transformación martensítica(300-200o)C. Para templar piezas hechas de acero al carbono, con alta velocidada crítica de temple, se utiliza corrientemente el agua La peculiaridad positiva del aceite como medio de enfriamiento, consiste en que es casi insensible al cambio de temperatura: el aceite templa lo mismo a los 20oC, que a los 150-2000C.

Procedimientos

En la práctica se aplican varios procedimientos de temple, según la composición del acero, la forma de la pieza y la dureza que se necesita.

Temperatura

En el caso de los aceros hipoeutectoides la temperatura de austenización recomendada es de unos 30 grados Celsius por encima de su temperatura critica superior, Ac3.

Esta temperatura es la misma que se indica para otro tratamiento térmico como es el recocido. Si el calentamiento se produce a temperaturas inferiores a A3, quedará sin transformarse cierta cantidad de ferrita proeutectoide; la cual después del temple, dará origen a la existencia de puntos blandos y una dureza menor.

En los ordinarios de carbono hipereutectoides, la temperatura de austenización se encuentra normalmente las líneas Acm y A3 ( como se demuestra en el diagrama de hierro carbono ) La línea Acm tiene una pendiente tan pronunciada, que para que se disuelva toda la cementita proeutectoide, se requiere temperaturas muy elevadas con el consiguiente desarrollo del tamaño de grano austenítico y la formación de una fase grosera y perjudicial que puede dar origen a la aparición de grietas en el enfriamiento.

Homogeneidad de la Austenita

Al hablarse de homogeneidad de la austenita, se refiere a la uniformidad que presentan los granos de austenita en cuanto al contenido de carbono. Si se calienta un acero tipo hipoeutectoide a la temperatura de temple, cuando por el calentamiento el acero atraviesa la línea AC1, los granos de austenita formados por transformación de la perlita, contendrán 0,8% de carbono.

Al proseguir el calentamiento, la ferrita proeutectoide se disolverá y los granos de austenita formados contendrán muy poco carbono por lo que, cuando se atraviesa la línea Ac3 el contenido de carbono de los granos de austenita no será igual en todos ellos. En el Temple los granos de austenita más pobres en carbono, como tienen una velocidad crítica de temple elevada, tenderán a transformarse en estructuras no martensíticas; mientras que los de mayor contenido de carbono, al tener una velocidad critica de temple pequeña, se transformaran en martensítica.

Lo anterior da lugar a que la micro estructura formada no sea uniforme y posea una dureza variable. Este inconveniente puede evitarse calentando el material muy lentamente, con lo cual el carbono tiene suficiente tiempo para difundir, obteniéndose una micro estructura uniforme. Pero debido a la excesiva duración de este proceso, hace que no sea aplicable industrialmente.

Un proceso que resulta más adecuado, consiste en mantener el material en cierto tiempo a la temperatura de austenización, ya que a dicha temperatura el carbono se difunde más rápidamente y las uniformidades logran al cabo de un breve periodo de tiempo.

Sin embargo, como se estableció para el recocido, para tener la seguridad que el carbono sea difundido totalmente, es recomendable mantener el material a la temperatura de austenización una hora por pulgada de diámetro o espesor.

Templabilidad de los aceros

Se denomina templabilidad de los aceros a su propiedad de templarse hasta una profundidad determinada. Por profundidad de templabilidad se suele entender la distancia entre la superficie hasta la capa de estructura semimartensítica compuesta por un 50% de martensita y 50% de troostita. La profundidad de templabilidad depende de la composición química del acero o más exactamente del valor de la velocidad crítica de temple> cuanto menor sea la velocidad crítica del acero, mayor es la profundidad de templabilidad.

Medios de enfriamiento de Temple

El medio de temple ideal sería aquel que fuera capaz de comunicar inicialmente al acero una velocidad de enfriamiento superior a la crítica de tal forma que no haya posibilidad que se realice transformación en la zona correspondiente a la nariz perlítica del diagrama T-I, y después en la zona de temperaturas inferiores, una velocidad de enfriamiento pequeño para que no aparezcan deformaciones. Desgraciadamente no existe medio alguno que presente estas propiedades ideales.

Así, en el agua y en las soluciones acuosas de sales inorgánicas se logran las etapas 1 y 2 velocidades iniciales de enfriamiento elevadas, pero lamentablemente estas se mantienen durante el enfriamiento a bajas temperaturas con el consiguiente peligro que aparezcan grietas y deformaciones. En los aceites de temples normales, la etapa 1 o de enfriamiento por capa de vapor es más larga, mientras que la 2 es más corta, siendo la velocidad de enfriamiento menor.

Los distintos medios de temple utilizados en la industria ordenados en función de la severidad de temple de mayor a menor, son los siguientes:

  • Solución acuosa con 10% de cloruro sódico (salmuera)
  • Agua corriente
  • Sales liquidas o fundidas
  • Soluciones acuosas de aceite sulfonado
  • Aceite
  • Aire

Véase también

Fuentes

  • A. Malishesv (1989) Tecnología de los metales Editorial: Pueblo y Educación.
  • www.arqhys.com