Recocidos y Tratamientos Isotérmicos

Recocidos:

El recocido es un tratamiento térmico propio de los productos semielaborados y acabados donde está diseñado para reducir al mínimo las tensiones internas creadas durante los procesos de fabricación. El recocido sirve también para aumentar el grado de cristalinidad de los materiales y así mejorar sus propiedades mecánicas. Esto reduce la tendencia al alabeo y deformación de las piezas después de mecanizarlas, y mejora la estabilidad dimensional.

Las etapas del recocido
Funciones Fc    = f(t) y Le = f(t) para el acero F1110 con un 15% de alargamiento, recocido a 450ºC.
Durante el proceso de recocido isotermo a 450ºC se pueden observar tres etapas cuando se comparan, bien las funciones de flujo térmico o bien las de dureza. Estas están acotadas por:

1ª Etapa.	Comprendida entre el inicio y tiempo ti en el que se mantiene cuasiconstante, Fc = Fca, y en el que se produce una pequeña disminución del límite elástico que tenía con la deformación del 15%, del orden del 5%. Es la etapa que se define como de restauración, recuperación o de recocido contra tensiones.
2ª Etapa.	Se extiende entre los tiempos ti y tf, los que marcan las diferencias fundamentales:  a) Flujos caloríficos, Fc, siguen siendo exotérmicos pero con niveles superiores al de la primera etapa Fcr >> Fca.  b) El límite de elasticidad experimenta un fuerte descenso, con gradientes calificados de altos. El final de esta etapa, tf, queda marcada por un valor de Fc próximo al cero y por un gradiente de durezas prácticamente nulo. Podemos predecir que toda la energía interna almacenada en la estructura policristalina ha sido devuelta como consecuencia de la regeneración de la estructura cristalina de los monocristales y reacoplamiento de estos a estructuras de mínima energía libre, poliestructura equiaxial. La figura 4.53. muestra la regeneración conseguida en esta etapa. Esta etapa se reconoce como de recristalización de la estructura o simplemente recristalización.
3ª Etapa.	Se extiende para los tiempos superiores a tf. En esta etapa sigue existiendo un flujo exotérmico Fc > 0 pero con gradientes muy bajos. Igualmente, la dureza macroscópica sigue descendiendo pero también con gradientes muy bajos. Tanto la disminución de energía libre como de dureza es consecuencia del aumento del tamaño de grano, como puede contrastarse en la dimensión media de los mismos proporcional al tiempo en el que se mantienen las temperaturas del recocido sobre el tiempo en el que termina la recristalización, tf.

Tratamientos isotérmicos:

Aunque se denominen así resulta mas propio decir que son tratamientos con enfriamiento isotérmicos. Todos ellos tienen en común que las piezas de acero son calentadas hasta temperaturas de austenización y desde ahí, son enfriadas isotermicamente por inmersión en sales fundidas, plomo fundido, u otro medio refrigerante líquido que permita mantener constante la temperatura durante la transformación de la austenita.

A- El Patenting:

Este es un tratamiento isotérmico que suele darse como operación final a los alambres de acero de 0,7 a 0,9% que requieren alta resistencia mecánica a la tracción por ir destinados a hormigón pretensazo. Para lograr esas características, el alambre después de ser austenizado se introduce en un baño de plomo fundido, a temperatura correspondiente a la zona baja perlítica de la curva TTT del acero.

En ocasiones el patenting se usa como tratamiento intermedio durante el trefilado del alambre para, además de lograr los altos valores de Rm, facilitar la operación del trefilado.

B- El Austempering:

Tiene por finalidad obtener en la pieza una estructura plenamente bainítica. Es un tratamiento que no requiere después un revenido. La estructura bainítica presenta la ventaja de resultar mas tenaz, para igual dureza, que la lograda por temple y revenido bajo del acero. Para que se de el austempering, el acero tiene que poseer la templabilidad suficiente para que tanto la perisferia como el núcleo, alcancen en el baño de sales la temperatura isotérmica antes de que se inicie la transformación de austenita en bainita. De no ser así podría obtenerse bainita en la perisferia y perlita en las zonas mas internas de la pieza.

Este tratamiento suele aplicarse a piezas de pequeño diámetro, para que la duración del tratamiento no sea excesiva y porque en el enfriamiento resulta más fácil igualar las temperaturas, de la perisferia y del núcleo de la pieza.

C- El Martempering:

Es un tratamiento destinado a obtener mastensita en aceros de media templabilidad sin riesgos de tensiones, deformaciones, ni grietas en la pieza. No se utiliza en aceros de mucha templabilidad, porque bastaría el enfriamiento al aire para lograr aquellos objetivos.

En el Austempering la transformación de austenita en bainita tiene lugar con aumento de volumen, pero al mismo tiempo e igual temperatura en todos los puntos de la pieza.

Para poder dar martempering a una pieza es preciso conocer con precisión la temperatura Ms del acero, y que su templabilidad permita lo que sigue. Después de austenizar la pieza debe poderse enfriar en sales a una temperatura T1, sólo pocos grados superior a Ms, sin que la austenita haya podido transformarse. A esa temperatura uniforme T1 no debe haber más constituyentes que la austenita, tanto en la periferia como en el núcleo de la pieza.