ORIGEN Y SOLUCIONES DE LAS VARIACIONES VOLUMETRICAS Y DIMENSIONALES EN LOS TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS. II- Cementación

El tratamiento termoquímico de cementación es posiblemente uno de los procesos térmicos en el que los conocimientos, habilidad y control del proceso por parte de las empresas, más importancia tiene.

Este Know-How interno, abarca todos los aspectos técnicos y productivos del tratamiento, siendo trascendente el consejo del tratamentista en toda trazabilidad de la pieza.

En BILTRA, controlamos todos los parámetros técnicos del proceso con los medios más avanzados del mercado, dotamos al proceso con una sala de control específica, con controles de temperatura, tiempos de proceso y control de gases, en medios digitales e informatizados.

Implementamos programas informáticos especiales, diseñados específicamente para conseguir las mayores tasas de calidad en el proceso, pues nuestros principales clientes son multinacionales con centros de montaje en todo el mundo y necesitan cumplir los más altos estándares de calidad y homogeneidad de proceso.

CAMBIOS DE VOLUMEN Y DEFORMACIONES DE LOS ACEROS EN EL PROCESO TERMOQUIMICO DE CEMENTACION

Según Apraiz, tratamientos térmicos de los aceros, durante los tratamientos térmicos, los aceros sufren variaciones de volumen y deformaciones que podrían ser bastante importantes.

Las casas princiaples pueden ser:

  • Dilatación térmica
  • Modificaciones microestructurales del acero
  • Deformación plástica en caliente.

Sin embargo, en el proceso termoquímico de cementación, se incluye una variable más:

El cambio de composición química superficial experimentado en la pieza.

Este cambio viene dado principalmente por la adicción de carbono dentro de la matriz cristalina del acero, lo que provoca, en el temple, un aumento de las características mecánicas, pero modifica sustancialmente los tiempos de transformación metalográfica y las respuestas de las distintas partes de la pieza afectadas por el cambio químico. Este cambio dota de mayor complejidad su predicción y control de cambio volumétrico, y es donde el Know-how del tratamentista adquiere principal protagonismo.

I- DILATACION TERMICA

Al subir la temperatura, las piezas se dilatan, aumentando progresivamente su volumen

El coeficiente de dilatacion del acero es de aproximadamente entre un 0.80% – 0.82%. Este coeficiente se mantiene uniforem ente 20ºC y 700ºC.

Es decir, una barra de acero de 500 mm de longitud dilatando un 0.80% pasara a los 700ºC a medir 504 mm.

Si a esa temperatura se enfría muy lentamente, sufrirá una contracción igual, del 0.80% – 0.82%.

II- MODIFICACIONES MICROESTRUCTURALES DEL ACERO

Apartir de los 730ºC, el acero al carbono entra en la zona critica Ac2-Hierro alfa- Hierro Beta , y acto seguido en la zona critica Ac3 se contrae.

La contraccion en la zona critica oscila entre el 0.05% y el 0.09%.

Estos cambios acurren debido a los cambios de estructura cristalina, es decir, al paso de estructura perlitica a estructura austenita.

En un enfriamiento lento también se revierten estos cambios, se producen a 720ºC-660ºC, acero caliente y plástico, siendo algo menor su porcentaje, del 0.01% al 0.08%.

Pero en el enfriamiento rápido, es decir, en el temple, la transformación se produce a unos 300ºC-350ºC, acero frio y no plástico, apareciendo estructuras cristalinas de martensita. Esta transformación es peligrosa por esta característica de falta de plasticidad, el aumento de volumen debido a esta transformación es bastante mayor que el que se presenta a 720ºC y además es posible que solo ciertas partes de las piezas sufran esa dilatación , mientras otras conservan su volumen primitivo.

III- DEFORMACION PLASTICA EN CALIENTE

Al calentarse un acero, disminuye mucho el limite elástico, y debido a esta circunstancia el acero caliente se deforma bajo la acción de esfuerzos que en frio no llegarían a ser una deformación permanente.

Estas deformaciones permanentes solo ocurren cuando el material sufre esfuerzos superiores al límite elástico.

La composición es un elemento determinante en esta deformación porque los elementos de aleación modifican en gran medida la elasticidad.

IV- CAMBIO DE COMPOSICION QUIMICA

Continuara…..

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