Tema 3: Tratamientos térmicos

Como decía el protagonista de nuestra historia, los ingenieros que habían diseñado el puente por el que él paseaba ya se habrían ocupado de darle los tratamientos térmicos necesarios para conseguir obtener del material las propiedades deseadas.

Nosotros vamos a estudiar ahora qué son los tratamientos térmicos y qué conseguimos de ellos.

Al añadir ciertos elementos (azufre, cobalto, cobre, cromo, tungsteno, manganeso, molibdeno, níquel, vanadio…) en la aleación del acero se consigue mejorar algunas de sus propiedades, obteniendo aleaciones específicas para determinadas aplicaciones industriales, como herramientas, cuchillas, fijaciones, soportes,….

Sin embargo la diferencia de comportamiento entre los diversos aceros depende, no sólo de su composición química, sino también del tipo del tratamiento térmico a los que se les someta.

En general definiremos los tratamientos térmicos como:

Recipientes fabricados con acero inoxidable
Imagen 01. Wikimedia. Creative Commons.
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Tratamiento térmico:

Proceso realizado sobre distintos metales u otros sólidos, consistente, básicamente, en calentarlos y posteriormente enfriarlos.

Dependiendo de la temperatura a la que se calientan y la velocidad a la que se enfrían, se consigue modificar los microconstituyentes de los sólidos, para obtener los deseados.

La finalidad de este proceso es mejorar las propiedades mecánicas del material, sobre todo, la dureza, la resistencia, la tenacidad y la maquinabilidad.


Es importante tener claro que en estos procesos no se modifica la constitución química de los materiales.

Es un método muy empleado con fundiciones y aceros, ya que permite reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.

Veremos a lo largo del tema como para determinar la temperatura que debe alcanzar el metal que va a recibir un tratamiento térmico, se tienen que analizar los diagramas de equilibrio de la aleación. (diagrama hierro–carbono en el caso de aceros o fundiciones). En estos diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.

Por otro lado también será necesario conocer la velocidad a la que transcurren los procesos. Para ello utilizaremos las curvas TTT.

El conociento y control de estos tratamientos está adquiriendo cada vez más importancia, dada su aplicación en una industria en la que cada vez se exigen materiales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión.

Imagen 02. Wikimedia. Creative Commons.
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Un tratamiento térmico consiste en:
  
Añadir ciertos elementos como azufre, cobalto o cobre a una aleación.
Modificar los microconstituyentes de los sólidos.
Modificar la constitución química de los materiales.

Para realizar un tratamiento térmico debemos conocer:
  
El diagrama de fases de esa aleación y las curvas TTT.
El diagrama Fe-C y las curvas TTT.
El diagrama de fases de esa aleación y el diagrama Fe-C.