Los tratamientos térmicos de temple son procesos mediante los cuales se busca obtener la máxima dureza de un material, que se calienta y luego se enfría.
En general, un tratamiento térmico consiste en la combinación de diferencias de temperatura en un metal sólido para obtener otra característica deseada. En este artículo tocaremos más en profundidad todo sobre los tratamientos térmicos de temple: en qué consisten, etapas del proceso y aplicaciones.
Buscan modificar la estructura del acero para obtener mayor durabilidad. Gracias a este proceso, podemos obtener piezas capaces de resistir fuerzas de impacto elevadas.
¿En qué consisten los tratamientos térmicos como el temple?
El temple consiste en la modificación del acero a través del calentamiento a temperaturas elevadas, generalmente entre 750 °C y 1300 °C, para mantenerlo en este estado y posteriormente enfriarlo de manera constante y controlada a una temperatura menor a la de inicio.
Con el proceso de temple, se pueden llegar a obtener las siguientes características en el acero:
Esquema etapas del tratamiento térmico y el temple. Fuente: researchgate.net
¿Cuáles son las etapas de los tratamientos térmicos de temple?
Podemos identificar dos grandes etapas, a saber:
1. Calentamiento
Es el primer paso del proceso térmico, donde elevaremos la temperatura del acero hasta la formación de la austenita, es decir, el reacomodo de los átomos de hierro y carbono que lo conforman. Es en este punto de estabilidad de la austenita cuando continuaremos con el enfriamiento para obtener los resultados deseados.
Algunos factores que influyen en los procesos térmicos de temple son:
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Espesor de la pieza. En función del tamaño, variará la duración del calentamiento.
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Tipo de acero, ya que cada uno tiene una composición química diferente.
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Grosor del grano. Influye en la velocidad crítica.
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Medio de enfriamiento. Aquel que proporcione una velocidad mayor a la crítica.
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Tensiones internas.
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Es recomendable aumentar la temperatura poco a poco para evitar esfuerzos muy elevados.
2. Enfriamiento
Una vez que hemos logrado la fase de estabilidad, el siguiente paso es el enfriamiento del acero. Este proceso se realiza a través de un medio de enfriamiento, que puede ser:
La elección del medio más adecuado para continuar esta etapa va a depender de la composición del material a templar. Es por ello que normalmente se determina a través de pruebas y análisis de las piezas en condiciones específicas.
A su vez, existen organizaciones internacionales, como el American Iron and Steel Institute o la SAE Society of Automotive Engineers, que proporcionan información estandarizada sobre las condiciones de temple de algunos materiales.
Algunas reglas generales a tomar en cuenta para el templado de aceros con ciertas características son:
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Los aceros al carbono con 5 mm de espesor, y de baja aleación con espesor superior a 25 mm, deben templarse en agua entre 15 y 20 °C, sin superar los 30 °C.
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En aceros con perfiles inferiores a 5 mm, y de alta aleación, debe usarse aceite entre 30 y 60 °C como medio de enfriamiento.
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Los aceros de muy alta aleación se templan al aire.
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Por otro lado, la velocidad de temple es importante. Mayor velocidad tendrá como resultado una estructura martensítica (la más dura de los componentes de transformación de la austenita), por el contrario, con velocidades menores se obtienen microestructuras, como bainita o perlita fina.
Estructura martensitica. Fuente: frro.utn.edu
Aplicaciones del temple
Los tratamientos térmicos de temple sirven para que los materiales soporten cargas de torsión o fuerzas de impacto por largos periodos sin deformarse, por lo que se puede utilizar para la fabricación de diferentes piezas:
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Engranajes
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Ejes
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Levas
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Husillos
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Junta universal
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Grúas de construcción
En definitiva, los tratamientos térmicos de temple son muy útiles cuando se requiere la máxima dureza de un material, y en cuyo proceso, obtendremos una mayor durabilidad y piezas capaces de resistir fuerzas de impacto altas.
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