— Tutorial nº 186 —
Tratamientos térmicos del acero
Índice de contenidos:
1.- ¿Qué son los tratamientos térmicos del acero?
2.- ¿Para qué sirven los tratamientos térmicos en el acero?
3.- Principales tratamientos térmicos en el acero
3.1- Temple
3.2- Revenido
3.3- Recocido
3.4- Normalizado
4.- Otros tratamientos térmicos importantes en el acero
4.1- Cementado
4.2- Nitruración
4.3- Esferoidización
4.4- Astempering
4.5- Martemplado
DESARROLLO DEL CONTENIDO
1.- ¿Qué son los tratamientos térmicos del acero?
Los tratamientos térmicos del acero son procedimientos industriales en los que se somete al acero a una serie de procesos de calentamiento y enfriamiento de forma controlada, y que se aplican con objeto de poder modificar la microestructura interna del material, pero sin cambiar su composición química.
Todo tratamiento térmico que se realice sobre una pieza de acero se compone de tres etapas fundamentales:
1. Calentamiento: en esta fase se eleva la temperatura de la pieza de manera uniforme hasta un punto específico (frecuentemente llamado temperatura de austenización).
2. Mantenimiento (o Empape): a continuación se mantiene la temperatura durante un tiempo determinado para asegurar que toda la masa de la pieza alcance la misma estructura interna.
3. Enfriamiento: por último se baja la temperatura a una velocidad controlada, que puede llevarse a cabo de forma rápida sumergiendo la pieza en agua/aceite, o bien de una forma más lenta sacando la pieza al aire o dejándola dentro del horno para que el enfriamiento se haga poco a poco.
Según se realice el proceso de enfriamiento de la pieza, así se van a definir las propiedades finales que alcance el acero.
2.- ¿Para qué sirven los tratamientos térmicos en el acero?
El objetivo principal que se persigue con los tratamientos térmicos en el acero es la de modificar alguna de sus propiedades mecánicas (como la dureza, tenacidad o elasticidad), pero sin cambiar su composición química, es decir, que el material siga siendo acero, pero, eso sí, con mejores propiedades.
En realidad, los tratamientos térmicos en el acero se hacen para poder adaptar la pieza al uso específico que se le vaya a dar. No es lo mismo un acero que se destine a la fabricación de perfiles metálicos para la construcción, que un acero que se emplee para fabricar máquinas o herramientas de corte o de mecanizado.
En algunos casos, por ejemplo, para fabricar perfiles de la construcción, nos interesará conseguir un acero que no tiene que ser tan duro, pero sí que sea tenaz y dúctil, propio de las vigas y pilares de un edificio. Sin embargo, si se va a destinar a fabricar herramientas de corte, nos interesará un acero de alta dureza y muy resistente al desgaste, pero que al mismo tiempo no sea muy dúctil para que el filo de corte de la herramienta no se deforme.
En general, mediante los tratamientos térmicos a los que podemos someter al acero, se puede conseguir:
● Aumentar la dureza
● Mejorar la resistencia mecánica
● Reducir la fragilidad
● Mejorar la tenacidad
● Aliviar tensiones internas
● Facilitar el mecanizado de la pieza
En definitiva, los tratamientos térmicos permiten adaptar las propiedades del acero al uso que se le vaya a dar, siendo estos procesos de tratamiento esenciales en sectores como la automoción, la construcción y en la fabricación de herramientas o de maquinaria industrial.
3.- Principales tratamientos térmicos en el acero
3.1- Temple
El temple es un tratamiento térmico que consiste en calentar el acero hasta una temperatura elevada (generalmente entre 800 y 900 °C, dependiendo del tipo de acero) para llevarlo a un estado llamado austenización, para después enfriarlo bruscamente sumergiendo la pieza en un medio como agua, aceite, salmuera o aire forzado.
El objetivo de este enfriamiento rápido es modificar la estructura interna del acero, transformando la austenita, que es la fase o estructura cristalina que aparece cuando el acero se calienta a altas temperatura, en martensita, que es una fase del acero que se caracteriza por ser muy dura.
- Efectos principales del temple:
✅ Aumento de la dureza: es el efecto principal que se consigue con el templado del acero, por eso es uno de los tratamientos térmicos más importantes en metalurgia. El acero templado alcanza altos valores de dureza y resistencia al desgaste.
✅ Mayor resistencia mecánica: con el temple también se mejora la resistencia a esfuerzos de tracción y compresión de la pieza de acero, lo que resulta muy útil para los aceros que se destinen para la fabricación de herramientas y piezas que van a estar sometidas a procesos de carga.
✅ Mejora del comportamiento al desgaste: el temple también resulta ideal para aquellas piezas de acero que trabajan por fricción, como engranajes, cuchillas o ejes de máquinas y vehículos.
- Inconvenientes del temple:
❌ Aumento de la fragilidad: el acero templado es muy duro pero poco tenaz. Puede romperse con impactos o cargas bruscas, debido a su excesiva fragilidad.
❌ Aparición de tensiones internas: el proceso de enfriamiento rápido a la que se somete el acero genera fuertes tensiones residuales en su interior. Estas tensiones residuales que quedan atrapadas en la pieza pueden provocar fisuras o grietas que pueden acarrear una rotura prematura de la pieza.
❌ Riesgo de deformaciones: el riesgo que aparezcan deformaciones es especialmente importante en piezas grandes o de geometría compleja, debido a que se pueda producir un enfriamiento desigual en distintos puntos de la pieza, lo que puede causar que se generen alabeos o deformaciones.
❌ Necesidad de tratamientos posteriores: generalmente todo proceso de templado viene acompañado por una serie de tratamientos posteriores que corrija la mayor parte de los inconvenientes citados. Por ejemplo, normalmente lo que se hace es aplicar un procedimiento específico conocido como revenido tras el temple. Con el revenido lo que se consigue es reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad de la pieza templada.
En resumen el temple es un tratamiento térmico fundamental para obtener alta dureza y resistencia en el acero, pero debe aplicarse con cuidado. Si no se controla bien, puede terminar generando fragilidad, tensiones internas y deformaciones, por lo que casi siempre se complementa con un proceso posterior de revenido de la pieza para así equilibrar las propiedades del material.
3.2- Revenido
El revenido es un tipo de tratamiento térmico que se realiza normalmente después del temple. Este tratamiento consiste en calentar el acero templado a una temperatura inferior a la de austenización (normalmente entre 150 y 650 °C) y mantenerlo un tiempo determinado, para luego enfriarlo de forma controlada, generalmente sacando la pieza al aire.
El objetivo principal del revenido es reducir la fragilidad del acero templado y ajustar sus propiedades mecánicas para que la pieza pueda ofrecer mejores prestaciones de uso.
- Efectos principales del revenido:
✅ Disminución de la fragilidad: después del templado, el acero se vuelve extremadamente frágil, por lo que el revenido sirve para reducir esta fragilidad extrema propio de la martensita. En definitiva, con el revenido conseguimos un acero que resulta más seguro frente a impactos.
✅ Aumento de la tenacidad: mediante el revenido el acero puede absorber más energía antes de romperse. Esto puede resultar fundamental en piezas que están sometidas a golpes o cargas variables.
✅ Alivio de tensiones internas: el revenido también sirve para eliminar o reducir las tensiones residuales creadas durante el enfriamiento brusco del temple. Esto disminuirá el riesgo de que se generen grietas internas en el material.
✅ Ajuste de la dureza: aunque con el revenido se pierde parte de la dureza conseguida con el temple, si se realiza el proceso de forma controlada, permite encontrar un punto de equilibrio entre dureza y resistencia para la pieza.
- Inconvenientes del revenido:
❌ Pérdida de dureza: cuanto mayor es la temperatura de revenido, menor es la dureza final. Este hecho puede no ser adecuado para piezas que requieren de una dureza máxima.
❌ Riesgo de sobre-revenido: si durante el revenido, la temperatura o el tiempo de calentamiento son excesivos, el acero pierde demasiada resistencia y se degradan sus propiedades mecánicas.
❌ Aumento del coste y tiempo de proceso: en todo caso, el revenido supone hacer un tratamiento adicional al acero. Esto incrementa el consumo energético y el tiempo de fabricación de las piezas.
❌ Fragilidad de revenido (en algunos aceros): en ciertos aceros y rangos de temperatura, puede aparecer la llamada fragilidad de revenido, que reduce la resistencia al impacto de las piezas de acero.
En resumen, el revenido es un tratamiento térmico esencial que complementa al temple. Sacrifica parte de la dureza conseguida con el temple, pero se hace para ganar tenacidad, estabilidad y fiabilidad, haciendo que las piezas de acero sean más utilizables en la práctica.
Se suele decir que: temple + revenido = combinación clásica en piezas mecánicas.
3.3- Recocido
El recocido es un tratamiento térmico que consiste en calentar el acero hasta una temperatura adecuada (normalmente por encima de la temperatura crítica, entre 700 y 950 °C, según el tipo de acero), manteniendo esa temperatura durante un tiempo suficiente, para luego enfriar muy lentamente la pieza, casi siempre dentro del horno.
El objetivo del recocido es ablandar el acero y devolverle un estado estructural estable. Se puede decir, que el recocido viene a ser casi lo opuesto al temple.
- Efectos principales del recocido:
✅ Disminución de la dureza: con el recocido se consiguen varios efectos beneficiosos para los procesos de fabricación, como es la disminución de la dureza. El acero se vuelve más blando, lo cual facilita mucho las operaciones de mecanizado, conformado y estampación.
✅ Aumento de la ductilidad y la tenacidad: con el recocido el material puede deformarse sin romperse, lo que lo hace ideal para ciertos procesos de fabricación como laminado, embutición o doblado.
✅ Eliminación de tensiones internas: el recocido también sirve para eliminar las tensiones que se generan en las piezas de acero cuando éstas se someten a procesos de fabricación como es el trabajo en frío del acero, la realización de soldaduras y las operaciones de mecanizado de piezas. Con el proceso de recocido se mejora la estabilidad dimensional de las piezas de acero.
✅ Homogeneización de la estructura interna: con el recocido también se obtiene una estructura interna más uniforme (ferrita y perlita más equilibradas) de las piezas de acero, lo que mejora el comportamiento del acero en tratamientos posteriores.
- Inconvenientes del recocido:
❌ Pérdida de resistencia mecánica: al disminuir la dureza de la pieza, también baja la resistencia. Por lo tanto, el recocido no es un procedimiento adecuado para piezas que vayan a trabajar sometidas a altas cargas o a mucho desgaste.
❌ Mayor tiempo y coste: todo el procedimiento que conlleva el recocido, sobre todo el enfriamiento lento, va a implica muchas horas de horno, lo cual repercute en un aumento del consumo energético y el coste de producción.
❌ Posible crecimiento del grano: otro de los aspectos a tener muy en cuenta es que si el tratamiento de recocido no se controla bien, podrá dar lugar a que aparezca grano grueso en la estructura interna de la pieza, lo que hace empeorar algunas propiedades mecánicas del acero.
❌ Necesidad de otros tratamientos posteriores: tras el recocido, muchas piezas van a requerir de otros tratamientos posteriores como temple, cementado o nitruración. En este sentido, el recocido debe considerarse como un tratamiento preparatorio, que no final de la pieza de acero.
En resumen, el recocido es un tratamiento térmico orientado a facilitar los distintos procesos de fabricación a que tenga que someterse el acero posteriormente, pero no en lo relativo a su resistencia final. Así, el recocido hace que el acero sea más blando, dúctil y estable, pero a costa de reducir su dureza y resistencia.
3.4- Normalizado
El normalizado es un tipo de tratamiento térmico en el acero que consiste básicamente en llevar a cabo los siguientes procesos de manera secuencial:
1. Calentar el acero por encima de la temperatura crítica (normalmente entre 750 y 900 °C, según el tipo de acero).
2. Mantener la temperatura el tiempo necesario para que la estructura interna del acero se transforme en austenita.
3. Enfriar al aire, en un ambiente tranquilo y controlado (enfriamiento que sea más rápido que el recocido, pero más lento que el temple).
El objetivo del normalizado es obtener una estructura interna uniforme y de grano fino, mejorando las propiedades mecánicas generales del acero. En este sentido, el normalizado suele quedar a medio camino entre el recocido y el temple.
- Efectos principales del normalizado:
✅ Refinamiento del grano: el normalizado produce un acero con una estructura interna de grano más fino y homogéneo, por lo que se consigue mejorar el comportamiento mecánico del acero.
✅ Mejora de la resistencia mecánica: con este proceso térmico se aumenta la resistencia y dureza respecto al recocido, pero sin llegar a alcanzar la fragilidad del temple.
✅ Estructura uniforme (perlita fina + ferrita): el normalizado es un tratamiento que permite obtener una microestructura interna más regular, lo que resulta ideal como estado "base" del acero.
✅ Reducción parcial de tensiones internas: el normalizado elimina muchas de las tensiones internas que se generan cuando el acero se somete a procesos como fundición, laminado o forja, aunque no se consigue eliminar tantas como con el recocido.
- Inconvenientes del normalizado:
❌ Menor ductilidad que el recocido: el acero normalizado es más duro y menos dúctil, lo cual puede dificultar operaciones posteriores de conformado severo.
❌ Eliminación incompleta de tensiones: el normalizado no alivia del todo las tensiones internas del acero. En piezas muy exigentes puede requerir un recocido de alivio posterior que aminore los niveles de tensiones.
❌ No alcanza durezas elevadas: el normalizado no sustituye al temple cuando se necesita una pieza de acero de alta dureza o resistencia al desgaste.
❌ Riesgo de oxidación superficial: el enfriamiento al aire del normalizado favorece la formación de cascarilla si no se realiza bajo una atmósfera controlada.
En resumen, el normalizado es un tratamiento térmico muy utilizado para mejorar la estructura y las propiedades generales del acero, lográndose un buen equilibrio entre resistencia, dureza y ductilidad.
Y para fijar algunas ideas claras sobre los tratamientos térmicos del acero vistos hasta este punto, en pocas palabras se podría decir lo siguiente del objetivo de cada uno de ellos:
Temple → endurecer
Revenido → equilibrar
Recocido → ablandar y estabilizar
Normalizado → equilibrio estructural
4.- Otros tratamientos térmicos importantes en el acero
4.1- Cementado
El cementado es un tratamiento termoquímico que consiste en enriquecer en carbono la superficie del acero, lo que se consigue manteniendo el acero a alta temperatura (≈ 850-950 °C) y sumergido en un medio rico en carbono (sólido, líquido o gaseoso).
Después del aporte de carbono, el acero suele templarse (y a veces revenirse) para conseguir una pieza de acero con una superficie muy dura mientras su núcleo permanece tenaz.
— Resultado clásico del cementado: "piel dura + corazón tenaz" —
Se aplica sobre todo en aceros de bajo carbono (≈ 0,1-0,25 % C), que por sí solos no alcanzarían una gran dureza al templar.
Decir que el proceso de cementado es un tratamiento típico en los aceros que se emplean para la fabricación de engranajes, ejes, árboles de transmisión, piñones y cremalleras.
- Efectos principales del cementado:
✅ Superficie muy dura: tras el temple, la capa enriquecida en carbono del acero se transforma en martensita, lo cual hace aumentar mucho su resistencia al desgaste y a la fatiga superficial.
✅ Núcleo resistente y tenaz: el acero del interior de la pieza cementada conserva su bajo contenido en carbono, lo que lo hace ideal para la absorción de impactos y para soportar un menor riesgo de rotura frágil.
✅ Mayor vida útil: el cementado resulta ideal para piezas sometidas a un rozamiento continuo, lo que hace mejorar su resistencia al desgaste y a alargar su duración en el tiempo.
- Inconvenientes del cementado:
❌ Proceso largo y costoso: el cementado es un proceso que lleva horas (o incluso días) según la profundidad de la capa cementada, lo que requiere del empleo de hornos específicos y de un control preciso del proceso.
❌ Riesgo de deformaciones: las altas temperaturas + temple pueden provocar alabeos, lo que obliga a veces a realizar un rectificado posterior para recuperar la forma y geometría de la pieza.
❌ No apto para todos los aceros: el cementado no resulta eficaz en aceros con alto contenido de carbono, por lo que se limita su uso al grupo de aceros "cementables".
❌ Posible fragilidad superficial: si el proceso de cementado no se controla bien, la capa superficial de la pieza enriquecida de carbono puede quedar demasiado frágil.
En resumen, el cementado es un proceso que consiste en realizar un aporte de carbono a la superficie del acero, con el objetivo de conseguir una superficie muy dura mientras que su núcleo sigue siendo tenaz y flexible. Entre sus principales inconvenientes están el coste, tiempo y el riesgo de que se produzcan deformaciones en la pieza.
4.2- Nitruración
La nitruración es un tratamiento termoquímico del acero que consiste en introducir nitrógeno en la superficie de la pieza a una temperatura elevada (≈ 450-550 °C), y normalmente inmersa en una atmósfera de amoníaco.
A diferencia del cementado, visto en el apartado anterior, la nitruración no requiere de temple posterior. Además, la nitruración se realiza a una menor temperatura que el cementado, consiguiéndose con este proceso formar una capa superficial extremadamente dura mediante la formación de nitruros metálicos.
La nitruración se aplica sobre todo en aceros aleados con aluminio, cromo o molibdeno, que reaccionan bien con el nitrógeno.
Decir tiene también, que el proceso de nitruración es un tratamiento típico en los aceros que se emplean para la fabricación de cigüeñales, para fabricar moldes industriales, engranajes de alta precisión, componentes aeronáuticos y herramientas de corte.
El resultado típico de la nitruración del acero es una superficie extremadamente dura y resistente + un núcleo con buena tenacidad.
- Efectos principales de la nitruración:
✅ Altísima dureza superficial: con la nitruración del acero se logra la formación de nitruros muy duros en la capa superficial, alcanzándose una mayor dureza que muchos aceros templados, además de una excelente resistencia al desgaste.
✅ Gran resistencia a la fatiga: la nitruración mejora la resistencia a fatiga del acero bajo cargas repetidas, lo que resulta ideal para piezas sometidas a esfuerzos cíclicos.
✅ Alta resistencia a la corrosión: la capa nitrurada que se forma en la superficie de la pieza protege al acero frente a ambientes agresivos.
✅ Pocas deformaciones: como el proceso de nitruración se lleva a cabo a temperaturas más bajas, se producen menos cambios dimensionales, lo que resulta muy útil para la fabricación de piezas de precisión.
✅ Estabilidad térmica: con la nitruración se consigue mantener la dureza en la pieza, incluso si posteriormente ésta se somete a situaciones de temperaturas relativamente altas.
- Inconvenientes de la nitruración:
❌ Proceso lento: la nitruración es un proceso que puede durar muchas horas (o días), lo cual termina por incrementar el coste del tratamiento.
❌ Capa superficial delgada: con la nitruración se consigue una capa protectora de una menor profundidad que el cementado, lo cual hace que este procedimiento no sea adecuado para piezas sometidas a cargas muy severas que puedan dañar la fina capa protectora.
❌ Coste elevado: la nitruración requiere de equipos y un control del proceso complejos.
❌ Limitado a ciertos aceros: la nitruración funciona mejor en aceros aleados específicos. No todos los aceros 'nitruran' bien.
❌ No permite grandes mecanizados posteriores: después de la nitruración no se deben realizar grandes mecanizados sobre la pieza, dado que se corre el riesgo de eliminar la delgada capa nitrurada, lo que repercutirá en la pérdida de sus propiedades.
En resumen, el proceso de nitruración consiste básicamente en la incorporación de nitrógeno en la superficie de la pieza de acero, con ello se logra una dureza superficial extrema y una elevada resistencia al desgaste, sin provocar grandes deformaciones en la pieza. No obstante, se trata de una proceso lento, caro y la capa protectora que se consigue resulta poco profunda.
4.3- Esferoidización
La esferoidización es un tratamiento térmico del acero que consiste en calentar el material durante largo tiempo a una temperatura próxima a la crítica (≈ 650-750 °C) y posteriormente enfriarlo lentamente, generalmente manteniéndolo en el horno, para transformar así la estructura interna del acero.
Su objetivo básico es convertir la cementita (carburo de hierro) en partículas esféricas distribuidas dentro de la ferrita. Con este procedimiento, se consigue transformar la estructura laminar dura del acero en una estructura más blanda y dúctil.
La esferoidización es un procedimiento que se aplica sobre todo en aquellos tipos de aceros con medio o alto contenido de carbono, y en aquellos aceros que van a someterse a procesos de deformación o mecanizado.
- Efectos principales de la esferoidización:
✅ Disminución de la dureza: con la esferoidización el acero se vuelve más blando, lo cual facilita los procesos posteriores de mecanizado y el conformado de la pieza.
✅ Mayor ductilidad y plasticidad: la esferoidización permite deformaciones importantes sin rotura, lo cual resulta ideal para procesos de forja, estampación o laminación.
✅ Mejor maquinabilidad: la esferoidización también reduce el desgaste de herramientas en los procesos de mecanizado, lo que posibilita poder realizar cortes en el acero más precisos y eficientes.
✅ Mejor preparación para tratamientos posteriores: la esferoidización se usa como estado previo antes del temple, dado que permite un control más uniforme de las propiedades finales del acero.
✅ Reducción de tensiones internas: la esferoidización también permite mejorar la estabilidad del material, reduciendo las tensiones residuales internas del acero.
A continuación, se indican algunas aplicaciones típicas donde se emplea la esferoidización:
● Fabricación de alambres de acero
● Tornillos y elementos de fijación
● Piezas que se van a deformar en frío
● Aceros para herramientas antes del temple
👉 Resultado típico de la esferoidización: acero muy blando, dúctil y fácil de trabajar.
- Inconvenientes de la esferoidización:
❌ Pérdida de resistencia y dureza: la esferoidización no resulta apta cuando se requieren de altas resistencias mecánicas en la pieza de acero.
❌ Proceso muy lento: la esferoidización requiere largos tiempos de calentamiento y enfriamiento, lo que incrementa el coste final del proceso.
❌ Puede requerir tratamiento posterior: después de la esferoidización, muchas piezas necesitarán temple para recuperar dureza.
❌ Uso limitado: la esferoidización resulta especialmente útil en aceros de medio y alto contenido en carbono. No tiene mucho sentido en aceros de bajo carbono.
En resumen, el proceso de esferoidización consiste en realizar una transformación de la cementita en partículas esféricas mediante un calentamiento prolongado de la pieza. Con ello se consigue un acero más blando, dúctil y fácil de mecanizar, aunque a costa de reducir su resistencia mecánica, amén de ser un proceso lento y caro.
4.4- Astempering
El astempering (o austemperado) es un tratamiento térmico del acero que consiste en calentar la pieza de acero (≈ 800-900 °C) hasta formar austenita. A continuación se procede a enfriarlo rápidamente hasta una temperatura intermedia (≈ 250-400 °C) en un baño de sales fundidas, mantenerlo allí un tiempo determinado, para luego enfriarlo a temperatura ambiente.
El objetivo principal del astempering es transformar la estructura del acero en bainita, una microestructura interna que combina buena resistencia y alta tenacidad.
A diferencia del temple convencional, con el procedimiento del austemperado no se forma martensita, reduce las tensiones internas y se producen menos deformaciones que con el procedimiento de templado.
A continuación, se pueden resumir cuáles son las etapas básicas del astempering:
1. Austenización → calentamiento del acero (≈ 800-900 °C).
2. Enfriamiento rápido → hasta temperatura intermedia en baño de sales.
3. Mantenimiento isotérmico → formación de bainita.
4. Enfriamiento final → hasta temperatura ambiente.
- Efectos principales del astempering:
✅ Alta tenacidad: el astempering proporciona al acero una excelente resistencia al impacto y menor fragilidad que el acero templado.
✅ Buena resistencia mecánica: el astempering combina una alta resistencia con buena ductilidad, lo que significa dotar al acero de unas propiedades mecánicas más equilibradas.
✅ Gran resistencia al desgaste y a la fatiga: el astempering está especialmente recomendado para piezas sometidas a cargas repetidas.
✅ Menor deformación y distorsión: el astempering también reduce las tensiones internas en el acero, lo que permite mantener mejor la precisión dimensional de la pieza.
✅ Mejor estabilidad dimensional: el astempering presenta menos riesgo de generar grietas internas que con el temple tradicional.
A continuación, se indican algunas de las aplicaciones típicas donde se emplea el astempering como tratamiento especial para el acero:
● Fabricación de acero para engranajes
● Fabricación de muelles y resortes
● Componentes de automoción
● Herramientas de impacto
● En general, piezas sometidas a esfuerzos dinámicos
👉 Resultado típico del astempering: acero resistente, tenaz y con buena estabilidad dimensional.
- Inconvenientes del astempering:
❌ Limitaciones en el tamaño de la pieza: con el astempering el enfriamiento debe ser muy controlado, por lo que este procedimiento puede resultar difícil realizar si las piezas son grandes o gruesas.
❌ Equipos complejos y costosos: el astempering requiere equipos para contener los baños de sales y un control preciso de temperatura.
❌ Proceso más especializado: no todos los aceros son adecuados para el astempering, dado que se necesita un control riguroso del tiempo y temperatura.
❌ Menor dureza que el temple: con el astempering no se alcanza la dureza máxima de la martensita obtenida con el temple.
En resumen, el astempering es un tipo de tratamiento térmico del acero con el que se forma bainita en lugar de martensita. Con ello se logra una alta tenacidad, buena resistencia y pocas deformaciones en el acero, aunque resulte un proceso más complejo y limitado a ciertas piezas de acero.
4.5- Martemplado
La martemplado (también llamado martempering) es un tratamiento térmico diseñado para reducir tensiones internas y deformaciones que se produce durante el temple en el acero.
Básicamente el martemplado consiste en:
1. Austenizar el acero (≈ 800-900 °C) para formar austenita.
2. Enfriarlo rápidamente hasta una temperatura ligeramente superior a la temperatura de formación de martensita (≈ 150-300 °C), normalmente en un baño de sales.
3. Mantenerlo a esa temperatura hasta que toda la pieza tenga temperatura uniforme.
4. Enfriarlo después al aire, permitiendo que se forme la martensita de manera más homogénea en la pieza.
5. Finalmente, se realiza un revenido.
A diferencia del temple convencional, en el martemplado la transformación a martensita ocurre de una forma más uniforme en toda la pieza.
- Efectos principales del martemplado:
✅ Menor deformación y distorsión: con el martemplado se reducen los gradientes térmicos en el interior de la pieza, lo que resulta ideal para el tratamiento de piezas con geometría compleja.
✅ Menos tensiones internas: al haber menos tensiones internas en la pieza, disminuye el riesgo de que se generen grietas en el acero.
✅ Alta dureza final: con el martemplado se obtiene una estructura martensítica en el acero, lo cual resulta excelente para lograr una gran resistencia al desgaste en la pieza.
✅ Mejor uniformidad estructural: el martemplado resulta una transformación más homogénea en toda la sección de la pieza.
✅ Mayor resistencia a la fatiga: al reducir la probabilidad de que se generen defectos internos en la pieza, con el martemplado se consigue que el acero aguante más a fatiga ante cargas repetitivas.
A continuación, se indican algunas de las aplicaciones típicas donde se emplea el martemplado como tratamiento especial para el acero:
● Fabricación de engranajes de precisión
● Herramientas
● Componentes automotrices
● Piezas con cambios de sección pronunciados
👉 Resultado típico del martemplado: acero muy duro (martensita) con menor riesgo de deformaciones que el temple tradicional.
- Inconvenientes del martemplado:
❌ Proceso más complejo: el martemplado requiere de baños de sales controlados.
❌ Mayor coste: el equipamiento utilizado en el martemplado es más especializado y costoso.
❌ Limitación en el tamaño de la pieza: el martemplado no es adecuado para piezas de acero con secciones muy gruesas.
❌ No elimina totalmente el riesgo de grietas: solo lo reduce respecto al temple directo.
Es importante tener clara cuál es la diferencia clave del martemplado con respecto al astempering:
● Martemplado → Forma martensita (alta dureza)
● Astempering → Forma bainita (más tenacidad, menos dureza)
En resumen, el martemplado se puede considerar como un temple controlado con etapa intermedia para igualar temperatura. Con ello se consigue la formación de una microestrructura de martensita con menos deformación y menor riesgo de grietas. No obstante, el martemplado resulta un tratamiento más caro y limitado en piezas grandes.
>> FIN DEL TUTORIAL
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