Recocido Del Acero
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7/26/2019 Recocido Del Acero
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RECOCIDO DEL ACERO
El recocido es un tratamiento trmico de cuya finalidad es el
ablandamiento, la recuperacin de la estructura o la eliminacin de
tensiones internas generalmente en metales.
Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado unaalteracin de las propiedades fsicas del mismo. El recocido consiste en
calentar el metal hasta una determinada temperatura para despus
dejar que se enfre lentamente, habitualmente, apagando el horno y
dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de
forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la
temperatura ambiente. ediante la combinacin de varios trabajos en
fro y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes
deformaciones en metales que, de otra forma, no podramos conseguir.
El recocido tiene diferentes objetivos en el tratamiento trmico del acero
y generalmente suele ser de dos clases!
1. Recocido de primera clase o subcrtico: "e aplica para eliminar
tensiones residuales, acritud, y cambiar forma de la cementita a
cementita esferoidal en los aceros de alto carbono para poder
trabajarlos mejor. #or lo com$n mientras m%s alta es la temperatura,
tanto m%s corto puede ser el tiempo de permanencia, pero, de todos
modos, para la esferoidizacin se requiere un permanencia larga. El
recocido para eliminar la acritud se efect$a despus de la
deformacin pl%stica en fro& con ello no solo se reducen las
tensiones, sino tambin la recristalizacin de la estructura, por esose le denomina recocido de recristalizacin.
2. Recocido de segunda clase o supercrtico: 'iene como objeto
diferentes finalidades, y e(actamente!
Disminucin del grano:El recocido de los aceros
de bajo y medio carbono se efect$a por
calentamiento a unos )*+* -C por encima de la
temperatura de transformacin, es decir por encima
de la lnea +E /figura )0. 1ajo estas temperaturas se
verifica la transformacin del hierro alfa a hierro
gamma y la formacin de una gran cantidad de
granos peque2os de austenita, independientemente
del tama2o original de los granos de ferrita o perlita.
El enfriamiento ulterior de piezas con grano peque2o
de austenita conduce a la formacin de granos
peque2os de ferrita y perlita. 3n calentamiento
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considerable por encima de la lnea +E, produce no
disminucin, sino aumento del tama2o del grano.
Obtencin de una estructura euilibrada ! m"s
blanda.
#odi$icacin de la estructura en pie%as $undidas:
4as estructuras fundidas, muy a menudo suelen serde grano grueso y la fase sobrante, por ejemplo, la
ferrita en el acero de bajo carbono y la cementita
secundaria en los de alto carbono, se distribuyen en
granos, formando la armazn alrededor de la cual se
solidifica la masa restante. 'al estructura se
denomina de 5idmastatten y tiene una tenacidad
menor en comparacin con la estructura normal.
6urante el recocido no solo se efect$a la disminucin
del grano, sino tambin la liquidacin de la estructura
de 5idmastatten. Eliminacin de las segregaciones dendrticas:El
recocido para eliminar la segregacin dendrtica que
surge durante la solidificacin de los lingotes, se
denomina recocido de homogenizacin.
7eneralmente este recocido se logra durante el
calentamiento de los lingotes para su tratamiento por
presin en la fabricacin de piezas en caliente. 4a
homogenizacin e(ige una temperatura muy alta
/unos 8***+88** -C0 y una permanencia larga /8 o
m%s horas0. 6urante este recocido es inevitable elcrecimiento del grano, la disminucin de este se
realiza despus por medio de un recocido de
recristalizacin.
#ICRO CO&'(I()*E&(E' DEL ACERO
+errita:este es un hierro comercialmente puro, y en
la pr%ctica constituye una solucin muy dbil de
carbono /*.**9:, a la temperatura ambiente0 en
hierro alfa. El hierro alfa es un alotrpico de hierro, la
ferrita es suave d$ctil, y relativamente dbil. Cementita: este es el nombre que le dan los
ingenieros y metal$rgicos al carburo de hierro. Es
muy duro y fr%gil. 'odo el carbono presente en el
acero se combina con hierro para formar carburo de
hierro.
,erlita:esta es una aleacin eutectoide de ferrita y
cementita. 4os dos componentes forman una
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estructura que se lamina como la madera
contrachapada. Estos cristales, observados al
microscopio, presentan un brillo nacarado que le da
origen a su nombre. 4os cristales de carbono
contienen *.;por una fase intermedia /semi+ lquida0, la austenita cambia
directamente a perlita en la composicin eutectoide de *.;
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III. Aceros 3ipereutectoide:El e(ceso de carbono se separa en
primer lugar a medida que la temperatura cae por debajo de la
temperatura crtica superior, form%ndose inmediatamente
dementita /carburo de hierro0. Esto deja a la austenita en
concentracin de *.;
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aceros =ipoeutectoides& #erlita en los aceros Eutectoide& y #erlitaB
Cementita en los aceros =ipereutectoides.
El fin $ltimo del recocido del acero tiene baja dureza y resistencia.
En general, tiene como finalidad una temperatura que permita obtener
plenamente la fase estable a falta de un enfriamiento lo suficientementelento como para que se desarrollen todas las reacciones completas.
"e emplea para ablandar metales y ganar tenacidad, generalmente
aceros.
"e obtienen aceros m%s mecanizables. Evita la acritud del material. 4a temperatura de calentamiento est% entre 9** y @** -C. 4a eliminacin de las tensiones generada en el temple. ?umentar la plasticidad ductilidad y tenacidad del material. Degenerar su microestructura
EL RECOCIDO (O(AL
Es el proceso mediante el cual la estructura distorsionada en fro
retorna a una red cuyo estado se halla libre de tensiones por medio de
la aplicacin de calor. Este proceso se efect$a totalmente en estado
slido y puede dividirse en las tres etapas siguientes! Decuperacin,
Decristalizacin y Crecimiento del 7rano.
+A'E' DEL RECOCIDO
El proceso de recocido puede dividirse en tres fases! restauracin o
recuperacin, recristalizacin y crecimiento de grano.
La recuperacin: la restauracin consiste
fundamentalmente en la eliminacin de tensiones internas y
se realiza con simples calentamientos a bajas
temperaturas. Cuando cesa de actuar sobre un material
policristalino la carga que ha originado su deformacin
pl%stica, no desaparece totalmente la deformacin el%stica,ya que la diferente orientacin de los cristales hace que
alguno de ellos no pueda recuperar su posicin inicial.
Cuando la temperatura aumenta, algunos de estos %tomos
deformados el%sticamente vuelven a su estado anterior,
elimin%ndose la mayor parte de las tensiones internas. En
algunos casos puede haber un ligero flujo pl%stico que
provoca un ligero endurecimiento y aumento de la
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resistencia. 4a conductividad elctrica tambin aumenta,
pero la microestructura no presenta ning$n cambio
apreciable. ndustrialmente, este tratamiento de
estabilizacin a bajas temperaturas se denomina recocido
de alivio de tensiones.
La recristali%acin: ?l aumentar la temperatura derestauracin se hacen perceptibles en la microestructura
nuevos cristales diminutos. Estos tienen la misma
composicin y presentan la misma estructura cristalina que
los granos originales sin deformar, y su forma no es
alargada, sino que son apro(imadamente de dimensiones
uniformes /equia(iales0. #or lo general se suelen desarrollar
en las zonas del grano m%s intensamente deformadas,
como suelen ser los lmites de grano y los planos de
deslizamiento. 4as agrupaciones de %tomos que dan lugar
a estos nuevos cristales se denominan n$cleos. Elfenmeno de la recristalizacin puede considerarse como la
combinacin de dos procesos distintos, uno de nucleacin
de granos libres de distorsin, y otro de crecimiento de
estos n$cleos, los cuales se desarrollan absorbiendo el
material inestable trabajado en fro. En la deformacin
pl%stica los planos de deslizamientos y los lmites de grano
son puntos localizados de energa interna elevada, debido a
la acumulacin de dislocaciones en ellos.?hora bien, la misma naturaleza de la acritud impide a los %tomos
de la red distorsionada moverse para formar una red libre de
distorsin. Esta energa absorbida por la deformacin en fro, no
puede recuperarse de otra forma que no sea aplic%ndole calor, para
luego cederla en forma de energa de recristalizacin y desarrollar
nuevos n$cleos de granos libres de distorsin. #arte de este calor
es absorbido por los %tomos vecinos, los cuales cuentan, gracias a
esto con la energa suficiente para vencer la rigidez de la red
distorsionada y poder pasar a formar parte de la estructura cristalina
de los granos libres de distorsin, inici%ndose el crecimiento del
grano.El n$mero de puntos de energa elevada es proporcional al
porcentaje de deformacin en fro aplicado. (emperatura de recristali%acin: es la temperatura a la
cual un material con mucha acritud cristaliza en una hora.
Cuanto mayor es la deformacin previa del metal, m%s baja
es la temperatura necesaria para provocar la
recristalizacin, ya que la red est% m%s distorsionada y la
energa interna con que cuenta es mayor. ?l aumentar la
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duracin del recocido, disminuye la temperatura de
recristalizacin.
El crecimiento del grano:4a energa libre de los granos
grandes es inferior a la de los granos peque2os. Esta
disminucin de energa se asocia a la reduccin de
superficies de contorno de grano. #or lo tanto, encondiciones ideales, el mnimo estado energtico de un
metal ser% el correspondiente al monocristal. Esta
disminucin de energa constituye pues, la fuerza directriz
del proceso de crecimiento de grano, siendo la fuerza que
se le opone la rigidez de la red. ?l aumentar la temperatura
disminuye la rigidez de la red, aumentando la velocidad de
crecimiento de grano y a cada temperatura de
calentamiento e(iste un tama2o de grano m%(imo, para el
cual estas dos fuerzas est%n equilibradas. #or tanto
tericamente es posible conseguir granos muy grandes consolo mantener el material durante un largo periodo de
tiempo a las temperaturas m%s elevadas de la regin de
crecimiento de grano.
E(A,A' DEL RECOCIDO
4as etapas de un recocido son!
?. Calentamiento del material a una temperatura prefijada.
1. antenimiento del material durante un cierto tiempo a latemperatura anterior.C. Enfriamiento lento hasta la temperatura ambiente a una
velocidad determinada.
A. Calentamiento
4as piezas de poco espesor y de formas sencillas se pueden introducir
directamente en los hornos calientes a una temperatura entre @* y
;*FC. Cuando las piezas son gruesas, el calentamiento debe ser
progresivo y uniforme para dar tiempo a que el corazn de la piezatambin alcance la temperatura de recocido. Esto evitar%, como se ha
mencionado, la generacin de tensiones y grietas no deseadas. ?l
mismo tiempo se permite al acero el paso por las diferentes zonas
crticas. 4os calentamientos r%pidos son muy peligrosos en piezas
gruesas y este efecto negativo se agrava cuando aumenta el contenido
de carbono del acero, en los cuales el porcentaje de perlita es alto. 4a
temperatura de recocido suele ser de unos )* a G*FC superior a la
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temperatura crtica inferior. Es decir debe ser la temperatura suficiente
para asegurar una homogeneidad aceptable de la austenita.
4. ,ermanencia a la temperatura de recocido.
#ara que se forme una austenita homognea es necesario que el
porcentaje de carbono deba ser el mismo en toda la masa de la pieza.4a difusin del carbono es m%s r%pida cuando aumenta la temperatura.
El tiempo de permanencia oscila entre media hora y una hora por
pulgada de espesor de pieza. Cuando el calentamiento se ha realizado
lentamente, se mantiene media hora por pulgada, y si el calentamiento
ha sido r%pido se eleva el mantenimiento a una hora por pulgada.
C. En$riamiento lento 3asta la temperatura ambiente a una
5elocidad determinada.
Cuando se mantiene el acero a una temperatura m%s elevada que la
temperatura crtica superior, los cristales de austenita tienden aaumentar de tama2o tanta cuanta m%s alta sea la temperatura y mayor
duracin del calentamiento. #ara afinar el grano bastar% con calentar la
pieza a una temperatura lo m%s justo por encima de la crtica y luego
enfriar m%s o menos r%pidamente al aire.
El recocido se suele utilizar tambin para eliminar defectos que se
generan por deformacin en fro.
4as temperaturas de recocido son relativamente bajas. 4os tiempos de
calentamiento y enfriamiento de las piezas a tratar dependen de la
forma y el tama2o de las piezas. 4as velocidades de variacin detemperatura altas provocan tensiones internas altas. Estas tensiones
internas pueden provocar deformaciones y grietas en el material.
(I,O' DE RECOCIDO
Recocido de 3omogenei%acin
#ara que una pieza bruta de colada tenga una homogeneidad
qumica, bien sea una pieza moldeada o bien sea un lingote se debe
realizar una difusin, que requiere un mantenimiento a una
temperatura tan alta como sea posible durante un tiempo
determinado. Este calentamiento provoca en el acero una estructurano apropiada, que posteriormente debe ser destruida por un
tratamiento apropiado. #ara los aceros al carbono o de baja aleacin,
el recocido de homogeneizacin no es eficaz a no ser que se
alcancen los 8***FC por lo menos y el tiempo de mantenimiento
puede variar de ) a * horas.
Recocido globular
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4as mejores propiedades de maquinabilidad y la menor dureza de los
aceros de alto contenido en carbono, tanto sin alear como aleados, se
consiguen cuando la estructura de los aceros son globulares, es decir,
est%n constituidas por peque2as partculas esferoidales de cementita
y de carburos aleados embebidas en una masa o matriz de ferrita.
Cuando los aceros poseen un bajo contenido en carbono, lamaquinabilidad no es aceptable con esta estructura globular, por ser
demasiado blanda y generar un embotamiento de la herramienta.
El tratamiento trmico para conseguir esta estructura globular
consiste en calentar la aleacin justamente por debajo de lnea ?8 a
unos @**FC el tiempo de globalizacin suele durar de 8 a ) horas.
Recocido de proceso
El Decocido de #roceso es aquel utilizado en la produccin de
alambres y l%minas de acero. En este proceso, el acero aleado es
calentado igual que en el Decocido 'otal pero su enfriamiento es
relativamente m%s r%pido que en el Decocido 'otal. 4a temperatura de
Decocido esta entre 8*** a 8)* -.
Este proceso se aplica despus del trabajado en fro y suaviza el
acero, mediante la recristalizacin, acelerando el proceso.
? esta temperatura se realiza la descomposicin ?ustentica, despus
de lo cual se realiza el enfriamiento. 4a ventaja de este Decocido
consiste en la disminucin de la duracin del tiempo del proceso,
sobre todo para los aceros aleados, que son enfriados lentamente
con el objeto de disminuir la dureza a los valores requeridos.
Htra ventaja obtenida es una estructura m%s homognea, puesto que
con la e(posicin al calor, se equilibra toda la seccin y la
transformacin en todo el volumen del acero transcurrir% con igual
grado de sobreenfriamiento.
Decocido para la eliminacin de los esfuerzos.
Este Decocido se diferencia del Decocido 'otal ya que el acero es
calentado hasta una temperatura m%s baja /un poco m%s alta que la
lnea de temperatura eutectoide0.
#ara los aceros hipoeutectoides el recocido incompleto, como
tambin se llama este proceso, se utiliza para la eliminacin de los
esfuerzos internos y mejorar la facilidad de elaboracin por corte.
Este proceso solo produce la recristalizacin parcial del acero a
cuenta de la transformacin #erlita I ?ustenita. 4a errita en e(ceso
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solo parcialmente pasa a la solucin slida y no se somete totalmente
a la recristalizacin.
Este proceso facilita el tratamiento mec%nico en caliente de aquellos
acero hipoeutectoides que no formaron un grano basto dentro de la
estructura.