4. Temple

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Temple:

Tratamiento térmico al que se somete a piezas ya conformadas de acero para aumentar su dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad.


El tratamiento térmico del templado consta de tres pasos:

  1. Se calienta el acero a una temperatura elevada:
    • En el caso de los aceros hipoeutectoides: unos 30 – 50 ºC superior a A3. Recuerda que A3 es la temperatura obtenida del diagrama Hierro Carbono para la transformación alotrópica de austenita en ferrita para un acero de esa composición.
    • En el caso de los aceros eutectoides e hipereutectoides: 30 – 50ºC por encima de A1, siendo A1 la temperatura de eutectoide obtenida del diagrama Hierro Carbono.

  2. Se mantiene la temperatura anterior el tiempo necesario para que ésta se homogenice en todo el volumen de la pieza a templar (este tiempo se estima experimentalmente para cada pieza, aunque se puede calcular aproximadamente)
  3. Se enfría el sistema en un medio adecuado a una velocidad superior a la crítica de temple con objeto de obtener una estructura martensítica, y así mejorar la dureza y resistencia del acero tratado.

TEMPERATURAS DE CALENTAMIENTO EN LOS PROCESOS DE TEMPLE

La zona azul representa el intervalo al que hay que calentar el acero para realizar el templado
Imagen 10. Elaboración propia.

Tal y como se ve en el gráfico, para realizar el proceso de temple los aceros hipoeutectoides se austenizan completamente, mientras que con los aceros hipereutectoides no es necesario.

En los aceros hipoeutectoides, si se calentara entre las temperaturas A1 y A3, parte del acero quedaría como ferrita sin transformarse en austenita, con lo que, al enfriarse, no podría transformase en martensita provocando una muy significativa disminución de resistencia y dureza. A este defecto se le denomina temple incompleto.

Por este motivo es imprescindible que en estos aceros se alcance una temperatura ligeramente superior (entre 30 y 50ºC) a A3.

En el caso de los aceros hipereutectoides hay varias razones para no calentar por encima de Am:

  • El microconstituyente asociado a la austenita en esa zona del diagrama es cementita, que resulta ser muy duro, generando una mejora en el comportamiento del acero frente al desgaste.
  • Aumenta mucho el tamaño del grano austenítico.
  • Se descarbura apreciablemente la superficie del acero.

 

TIPOS DE TEMPLE

  • Temple continuo de austenización completa: Es aplicado a los aceros hipoeutectoides. Se calienta el material a 50ºC por encima de la temperatura crítica superior A3, enfriándose en el medio adecuado para obtener martensita.
  • Temple continuo de austenización incompleta: Es aplicado a los aceros hipereutectoides. Se calienta el material hasta AC1 + 50ºC, transformándose la perlita en austenita y dejando la cementita intacta. Se enfría a temperatura superior a la crítica, con lo que la estructura resultante es de martensita y cementita.
  • Temple superficial: Se recurre a un proceso de temple superficial cuando se desea que una pieza presente elevada dureza superficial y buena resistencia exterior al desgaste, pero que su alma siga manteniéndose con reducidas tensiones. Con el temple superficial se consigue que solamente la zona más exterior se transforme en martensita, y para ello el tiempo durante el que se mantiene el calentamiento debe ser el adecuado para que solamente un reducido espesor de acero se transforme en austenita.
  • Temple Escalonado (Martempering): Consistente en calentar el acero a temperatura de austenización y mantenerlo el tiempo necesario para que se transforme completamente en austenita. Posteriormente se enfría en un baño de sales bruscamente hasta una temperatura próxima, pero superior, a Ms, con el fin de homogeneizar la temperatura en toda la masa y se acaba reduciendo la temperatura para que toda la pieza se transforme en martensita.
  • Temple isotérmico (Austempering): Consistente en calentar el acero a temperatura de austenización y mantenerlo el tiempo necesario para obtener austenita. Posteriormente se enfría bruscamente en un baño de sales hasta una temperatura determinada, para igualar la temperatura en toda la masa y luego se vuelve a disminuir la temperatura para que toda la pieza se transforme en bainita.

 

REPRESENTACIÓN DE LOS DISTINTOS TEMPLES

La siguiente imagen muestra la evolución de la temperatura en cinco procesos diferentes de temple:

Imagen 11. Elaboración propia.

 

  • La primera gráfica corresponde a un temple de austenización completa puesto que la temperatura de caldeo sobrepasa ligeramente el punto A3, garantizando así que el microconstituyente de partida sea exclusivamente austenita. La temperatura se mantiene el tiempo necesario para conseguir que toda la pieza haya alcanzado ese punto y posteriormente se enfría a una velocidad superior a la crítica, sin que interseccione con las curvas TTT. Por todo ello el constituyente final del acero así tratado será exclusivamente martensita. Este proceso se utiliza generalmente con aceros hipoeutectoides.
  • La segunda gráfica corresponde a un temple de austenización incompleta. El tratamiento es igual al anterior excepto en que la temperatura de caldeo es ligeramente superior a A1, con lo que los constituyentes de partida serán austenita y cementita, el tiempo de mantenimiento y el enfriamiento tiene las mismas características. Los constituyentes finales serán martensita y cementita.
  • La tercera gráfica corresponde a un temple + revenido. Generalmente se realiza este tratamiento tras haber realizado un temple, para ablandar el material y favorecer su mecanización posterior y para tratar de reducir las tensiones internas y la acritud.
  • La cuarta gráfica corresponde a un martempering.
  • La quinta gráfica representa un proceso de austempering.

 

En esta animación tienes la misma representación de los tipos de temple, pudiendo elegir la representación de cada uno de ellos:

 


Multimedia 1. rlopez33. Copyright.

 

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TEMPLADO

 

  • El tamaño de la pieza: cuanto más espesor tenga la pieza más hay que aumentar el tiempo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento.
  • La composición química del acero: en general los aceros aleados son más fácilmente templables.
  • El tamaño del grano: influye principalmente en la velocidad crítica del temple, tiene más templabilidad el de grano grueso.
  • El medio de enfriamiento: El más adecuado para templar un acero es aquel que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la crítica. Los medios más utilizados son: aire, aceite, agua, baño de sales fundidas y polímeros hidrosolubles.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
¿Lo sabes todo acerca del temple?


La finalidad del temple es obtener una estructura martensítica.

Verdadero Falso


El calentamiento en el proceso del temple se realiza para conseguir una estructura totalmente austenítica.

Verdadero Falso


En el martempering la estructura obtenida es martensita y en el austempering austenita.

Verdadero Falso


El temple de austenización completa se llama así porque la estructura resultante es completamente martensita.

Verdadero Falso


El temple se realiza siempre en las mismas condiciones.

Verdadero Falso