ACABADOS Y TRATAMIENTOS DE LOS METALESI. ACABADOS DE LOS METALES A. ESMERILADO B. RASQUETEADO. C. BRUÑIDO D. PULIDO E. BARNIZADO II. TRATAMIENTOS DE LOS METALES II.1. TRATAMIENTOS PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS. A. TRATAMIENTOS TÉRMICOS 1. Temple 2. Revenido 3. Recocido 4. Normalizado B. TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS 1. Cementación 2. Nitruración II.2. TRATAMIENTOS DE PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN A. PROTECCIÓN CATÓDICA. B. PROTECCIÓN ANÓDICA C. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES CONCLUSIÓN. BIBLIOGRAFÍA INTRODUCCIÓN Todos los elementos metálicos utilizados en aplicaciones domésticas e industriales se obtienen a partir de metales en estado líquido, bien por fusión directa en un molde con la forma definitiva del utensilio o bien porque para su purificación a partir de los minerales existentes en la corteza terrestre resulta necesario tratarlos en estado líquido para solidificarlos en forma de lingotes que más tarde se conformarán mecánicamente. ¿Cómo es el proceso de solidificación de un material metálica? ¿Influirá este proceso en la estructura interna y, por consiguiente, en las propiedades mecánicas del material? ¿Se producirán cambios en sus estructura interna si después de la solidificación se modifica la tem peratura? En este tema se pretende responder a estas y otras preguntas acerca del procesos de solidificación en los materiales metálicos y se analizan los diagramas de equilibrio como medio auxiliar para el estudio de las transformaciones de la estructura interna de los materiales metálicos. I. ACABADO DE LOS METALES A. ESMERILADO Es una operación que consiste en perfeccionar, con la ayuda de un producto especial (abrasivo), dos superficies, las cuales deben desplazarse una respecto a la otra. Las partes sometidas a frotamiento han de estar limpias y bien lubricadas. Se aplica a superficies de acero o de fundición. PULIDO Consiste en el frotamiento o roce de la superficie con un útil que puede ser. inapreciables ³a primera vista´ pero que con el reflejo de la luz se pueden ver. Con el bruñido se obtienen superficies de deslizamiento perfectas. Por lo general. que es agradable a la vista y que evita la oxidación. todos los productos de limpieza del Cu son muy buenos esmeriladores. BRUÑIDO Es una operación que consiste en hacer desaparecer por frotamiento todas las señales o asperezas susceptibles de alterar el pulido de una superficie de deslizamiento. una lima. la pasta de esmeril (polvo de esmeril muy fino) y el rojo de Inglaterra. Los más importantes son: .cementita (Fe3C)).Los diferentes productos utilizados en el esmerilado son el esmeril propiamente dicho. según los barnices. Este trabajo se ejecuta con la ayuda de útiles especiales llamados bruñidores. D. RASQUETEADO Es una operación que consiste en reforzar o repasar a mano una superficie plana o curva con la ayuda de un útil cortante llamado rasqueta. aumentar su plasticidad para facilitar su conformado posterior. II. cuyas aristas forma un bisel que permite arrancar delgadas virutas de meta l. cuya forma variada es similar generalmente a la de limas. C. B. una lija o con correa. los metales ±y en particular los aceros. La superficie de las piezas pulidas en contacto con el aire o con los dedos. Para el estudio de las transformaciones de la estructura interna de los materiales metálicos se analizan los diagra mas de equilibrio como medio auxiliar. En las aleaciones Fe-C se pueden encontrar distintos constituyentes. TRATAMIENTOS DE LOS METALES Para potenciar sus propiedades. En unos casos se pretende mejorar su dureza y resistencia mecánica. E.se pueden someter a una serie de tratamientos. Es un acabado con defectos. Por su importancia y para comprender mejor este apartado vamos a analizar el diagrama de fases correspondiente a una aleación hierro carbono (en realidad se trata del diagrama hierro . se oxida muy rápidamente. BARNIZADO Consiste en recubrir la superficie de las piezas pulidas con un producto especial denominado barniz. en otros. Su finalidad es eliminar imperfecciones. mediante el pulido prolongado resultante del contacto forzado de la pieza con la su perficie del útil. Esta ligera película da a la pieza un aspecto brillante o mate. pero. se convierte a 727 ºC en ferrita con un contenido en carbono de 0. . Si el enfriamiento se produce de forma lenta cada grano de perlita está formado por láminas alternadas de cementita y ferrita. La solubilidad máxima se alca nza a los 727 ºC y su valor es de 0. que presenta al ser iluminada. al ser mayor su constante de red.09% de C para convertirse en austenita con un 0.Peritectica (punto C). II. con el tiempo se transformará en ferrita y perlita en el caso de aceros hipoeutectoides.77% en C. Se puede observar a Tª ambiente unas estructura austenítica de los aceros cuando estos se enfría rápidamente. En una reacción peritéctica una fase líquida se conbina con otra sólida para originar una tercera fase sólida. . Perlita: Es la estructura resultante de la solidificación de un acero eutectoide (punto B.1. Ferrita .* Austenita: Es el constituyente más denso de los aceros y está formado por la solución sólida de inserción de los átomos de carbono en los huecos octaédricos del hierro . La austenita sólida. Hierro con carbono interpuesto La máxima solubilidad del C en el Fe es de sólo un 2.3 % de contenido en carbono se transforma a 1148 ºC convirtiéndose en austenita (con un contenido en carbono del 2. Cubo austenitico.67 % en carbono). parecidas a las de las perlas.67%). pero con esta estructura no es estable. Cristal de austerita. A partir de la temperatura crítica superior (A3 para aceros hipoeutectoides (quedan a la izquierda del pto eutéctoide) y a Acm (quedan a la dcha. Cuando se calienta un acero partiendo de la Tª ambiente. Cristaliza en el sistema ortorrómbico y es el constituyente más duro y frágil de los aceros. ya que los huecos son más pequeños. su solubilidad máxima también es mayor: 0.0218%. Ferrita : Es la solución sólida intersticial de C en Fe . TRATAMIENTOS TÉRMICOS . al igu al que la de la ferrita .17% de carbono. TRATAMIENTOS PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS A.11%) y cementita (6. Su estructura.53% a 1495 ºC se combina con ferrita con un 0. La solubilidad del C es mucho menor que en la austenita. es BCC. Es la solución sólida de inserción octaédrica del carbono en hierro . En el diagrama se pueden observar las siguientes transformaciones: .Eutéctica (punto A). su nombre se debe a la irisaciones.67 % C. de 0. o en perlita y cementita en aceros hipereu tectoides. El líquido de 4. siendo el constituyente de los aceros más blando y dúctil.Eutectoide (punto B). El líquido con un contenido en carbono de 0. del pto eutéctoide)) la totalidad de la masa de un acero estará constiuida por cristales de austenita. del diagrama Fe-C). la ferrita se considera como hierro prácticamente puro.11% a 1148ºC.09 % a 1495ºC.0218 % y cementita con un 6. Por este motivo. Cementita: Se trata de un compuesto intermetálico cuya composición estequiométrica responde a la fórmula Fe3C (6. se comienza a formar austenita a 727 ºC (Temperatura crítica inferior -A1 en el diagrama-). en los que las transformaciones no se producen a temperatura con stante. se forma una capa de vapor que dificulta la transmisión de calor. tiempo. consisten en calentar estos a una determinada temperatura y enfriarlo según una ley determinada. El temple del acero nunca constituye un tratamiento final. de forma general: Recocido. de extraordinario interés en los tratamientos térmicos. si se exceptúa la cementita. . Etapa 2: El espesor de la capa de vapor disminuye y el líquido refrigerante entra en contacto con la superficie del material. Temple. Por este motivo. En el enfriamiento de una pieza en contacto con un líquido refrigerante se aprecian tras etapas características: Etapa 1: El líquido refrigeran te en contacto con el material entra en ebullición. es al mismo tiempo muy frágil y se encuentra en un estado alto de acritud. es. *Austenita: Esta formada por la solución sólida de inserción de los átomos de carbono en los huecos octaédricos del hierro (estructura FCC). como lo hace le hierro . dieron como resultado la curva de la S (TTT). una vez templado el acero. 1. La martensita. produciéndose unas corrientes de convección que incrementan de forma notable la velocidad de enfriamiento. El nombre de curva de la S. su cristalización se verifica en la red tetragonal centrada en el cuerpo. es decir. debido a que la estructura martensítica obtenida. En la curva de la S. se le somete a tr atamiento térmico de revenido. por este motivo la velocidad de enfriamiento será lenta. transformación). Existen cuatro tratamientos térmicos continuos. el constituyente más duro de los aceros. hasta conseguir una estr uctura totalmente austenítica y enfriada después rápidamente. No cristaliza en la red cúbica centrada en las caras. es decir un calentamiento hasta una temperatura superior a la de austenización (727 ºC). Los tratamientos térmicos modifican la microestrutura de los productos. que a una temperatura determinada. Normalizado. Es un tratamiento térmico característico de los aceros. se indican las transformaciones.Los tratamientos térmicos. podemos diferenciar. a causa de las fuertes tensiones internas generadas alrededor de los átomos de carbono. se debe a la forma de la cual también se denomina curva TTT(temperatura. Estudios sobre las transformaciones de la austenita* a temperatura constante. solución sobresaturada de carbono en hierro . sufre la austenita de una barra de acero que ha sido calentada. consistente en su austenización. El endurecimiento proporcionado por el temple se puede comparar al que se consigue por medio de la deformación en frío. pese a ser muy dura. La estructura martensitica se origina con un enfriamiento muy rápido ( Curva TTT curva 6). Etapa 3: La Tª superficial de la pieza de metal desciende por debajo de la de ebullición y la velocidad de enfriamiento vuelve a descender. cuya finalidad es comunicar a los productos siderúrgicos ciertas propiedades. Temple y Revenido. seguido de un enfriamiento lo suficientemente rápido para obtener una estructura martensítica. Los efectos de este tratamiento dependen en gran medida de la temperatura y del tiempo de duración del proceso. El tratamiento completo de temple más revenido recibe el nombre de bonificado. aunque el exterior lo esté. Revenido. y lograr una estructura . La cementación y la cianuración son tratamientos que implican cambios en la composición. Es un tratamiento térmico. del temple que tiene un acero. 2. aplicándose a las superficies de las piezas. de manera que se modifica la composición química superficial: 1. Consiste en el calentamiento del acero hasta una total austenización. Existen situaciones en . es decir. Recocido. Es un tratamiento que consiste en calentar al acero hasta alcanzar una temperatura similar a la utilizada en el normalizado y a continuación someterlo a un enfriamiento muy lento (por lo general se apaga el horno y se deja que se enfríe en su interior). Este tratamiento se puede utilizar para eliminar tensiones internas en piezas que han sufrido procesos de deformación. la facilidad con que se forma la martensita.Del diámetro o espesor de la pieza. Una pieza de acero aleado de espesor notable puede dejar penetrar el temple. como laminado en frío o en caliente.Templabilidad Es la capacidad de un acero para el temple. TRATAMIENTOS TERMOQUÍMICOS. Con ello se consigue que la estructura resultante sea de perlita y ferrita o cementita de grano fino. que se lleva a cabo calentando el acero templado hasta una temperatura inferior a la temperatura crítica con objeto de obtener una estructura más dúctil y tenaz (las piezas templadas se hacen frágiles y muy duras). 3. Normalizado. 4. Los tratamientos termoquímicos consisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento de metales. La templabilidad depende: . Tiene por objeto ablandar el acero y eliminar tensiones internas que hayan podido producirse por diversas causas (laminación. etc). La transformación completa de austenita en martensita sólo se consigue con velocidades de enfriamiento muy el evadas.La calidad del acero. que se complementan con la adición de nuevos elementos en la superficie de las piezas. B. así una pieza de más espesor tendrá menos templabilidad. con objeto de compaginar diferentes propiedades mecánicas en éstas. . Es la capacidad de penetración. entonces se dice que es de mucha templabilidad. Cementación y cianuración. y su interior no quedará templado. enfriando al aire libre. El constituyente típico obtenido es la perlita. El enriquecimiento en carbono de la superficie (cementación de los aceros) se logra introduciendo la pieza en un medio (por ejemplo. Consiste en someter las piezas a un recocido prolongado en atmósfera oxidante. También se emplea para el endurecimiento superficial de las piezas. ya que el porcentaje elevado de carbono. . basándose el fenómeno en la capacidad que tiene el nitrógeno (procedente de una corriente de amoníaco) para combinarse con el hierro y otros element os que lleve aleados. . 2. ya que este constituyente es el que lo fija más fácilmente.La temperatura de calentamiento es relativamente baja (500ºC). o bien aislándolo de la atmósfera o del elemento corrosivo por diversos p rocedimientos.No es necesario ningún tratamiento térmico posterior. Nitruración. PROTECCIÓN CATÓDICA. óptimo para obtener elevada dureza en el temple.Las piezas nitruradas son muy resistentes a la corrosión. o mediante cianuración. sino que debido a su afin idad por elementos como el Al. posteriormente. formado por reacción del C con el O2. por lo q ue se reducen los riesgos de deformaciones. A. por la acción conjunta del carbono y el nitrógeno resultante de la reacción del cianuro sódico (N aCN) con carbonatos. La protección contra la corrosión puede hacerse. Wo. con lo que se consigue descarburar la superficie. Maleabilización. La carburación se efectúa generalmente por el CO. 3. .Se obtienen durezas mayores que en la cementación. es el caso. por ejemplo. V. como ocurría en el caso de la cementación. TRATAMIENTOS PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS. no permi te conseguir una tenacidad adecuada. El nitrógeno no se introduce en el acero en forma de solución sólida. de cojinetes. quedando tan maleable como los aceros de bajo contenido en carbono. Este procedimiento tiene una serie de ventajas sobre la cementación: . Sin embargo. II. procediéndose. Por tanto. bien aprovechado al máximo las posibilidades que para ello ofrezca el metal. es difícil compaginar ambas propiedades en una pieza de composición homogénea. Se adopta como solución partir de una pieza con bajo contenido en carbono.2. alcanzando mediante calentamiento una estructura austenítica. . CO gaseoso) que sea capaz de cederlo. a la obtención de u una superficie carburada que permita obtener las propiedades que se derivan de un temple. Cr.las que se requiere un mínimo de tenacidad y una gran dureza superficial. formádose nitruros de gran dureza que se disponen en los espacios intercristalicios del acero. Mo en el acero aleado se forman nitruros submicroscopicos insolubles. Es un tratamiento encaminado a eliminar la fragilidad de la fundición. Muchas piezas de acero y hierro tienen que permanecer brillantes con vistas a su utilización (aparatos de med ición. etc) que hará de ánodo. es con frecuencia. a diferencia de la protección catódica que requiere una alta densidad de corriente.Se distingue entre la pintura de fondo (o de base) y la de cubrimiento. PROTECCIÓN ANÓDICA. Antes del engrase tiene que estar la pieza metálicamente limpia. etc. superficies de desplazamiento. Po r ello un tratamiento superficial.Aceitado y engrasado. Para el caso de un reactor de acero. C. pernos. La superficie de los metales es el límite entre ellos y el ambiente agresivo. El mayor inconveniente de este método es que pueden producirse rotura se la capa pasivada que puede dar lugar a una corrosión por picaduras muy intensa. con aceites y grasa exentas de ácidos. Hasta ahora sólo se ha empl eado en reactores químicos de hierro a acero que contiene soluciones oxidantes. El que se emplee la pr otección por ánodo se sacrificio o corriente impresa depende de consideraciones económicas. . Se hacemos que la pieza actúe de cátodo.El fundamento de la protección catódica está basado en que en el cátodo de una pila galvánica se produce siempre una reacción de reducción.. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES. el reactor hace de ánodo de una cuba electrolítica a la que previamente se ha llevado a pasividad mediante la aplicación de una densidad d e corriente suficiente. diques. Es la llamada protección catódica por ánodo de sacrificio. Una vez conseguida la pasivación sólo se precisa de una densidad de corriente muy pequeña para mantener el ánodo exento de corrosión. protegiéndose. Esta protección únicamente abarca el tiempo de almacenaje antes de la puesta en uso de la pieza.. Recubrimientos no metálicos . depósitos enterrados. 1. como el hierro y el acero. Al. B. ésta no sufrirá la corrosión. pudiendo ser ambas de varias capas..Pinturas a brocha o a pistola. los recubrimientos más empleados son: . Es la protección catódica por corriente impresa. roscas. La de fondo . compuertas. La protección anódica sólo puede aplicarse a metales que son fácilmente pasivable. . Mg.). La protección catódica se utiliza en tuberías enterradas.. un método adecuado de protección contra la corrosión.Conectando la pieza a proteger a un material más electronegativo (Zn.. Por su naturaleza física distinguiremos entre recubrimientos metálicos y recubrimientos no metálicos. durante el almacenaje. Puede actuarse de dos formas distintas: . Impiden el contacto de la superficie de las piezas con los agentes que pudieran atacarlas.Uniendo la pieza al polo negativo de un dispositi vo que suministre corriente continua y el positivo a un ánodo consumible o no. Esmaltado. resistente al calor y capaz de resistir ataques químicos. . a temperatu ras entre 600-1000°C. en el horno de esmaltar. 3..La masa de esmalte consta de polvo de vidrio (cuarzo. . .Se obtienen por inmersión en plástico líquido o bien por lacado. quedando una capa delgada que es calentada para que se adhiera bien.Pavonado. En el polo positivo se fija el metal de recubrimient o. . Para obtener una buena protección contra la corrosión mediante recubrimientos metálicos. Recubrimientos metálicos.Recubrimientos plásticos.Pulverizado del metal. posteriormente se sacan y se deja escurrir el metal sobrante.Las piezas. La fundición vítrea obtenida es muy dura.Este proceso se aplica sobre piezas de aluminio y sus aleaciones. Recubrimientos químicos. . Esta protección no es duradera. se sumergen en el metal fundido. debe adherirse bien y ser un buen fondo adhesivo para las demás capas. La pieza limpia se sumerge en una solución de sal metálica y se une por el polo negativo a una fuente de corriente continua.. Los esmaltes se hacen por pulverización o inmersión y se somete la pieza.Procedimiento de inmersión en baño fundido. feldespato y arcilla) y sustancias colorantes. en forma de alambre. con frecuencia se aplica el minio. pero al mismo tiempo elástica y en algunos casos resistentes al calor.El metal de recubrimiento se introduce.Por rociado o inmersión se aplica una solución acuosa de fosfatos de magnesio o de cinc (sales de ácido fosfórico) a la superficie metálica.Consiste en el laminado de capas metálicas finas sobre el metal base. Los principales procedimientos de aplicación de metales son: . En un baño de ácido sulfúrico empleado como . .Anodizado (procedimiento eloxal). El esmalte se ha de aplicar tan fino como se pueda. . . El metal líquido se aplica sobre la superficie con aire a presión. es necesario conocer el comportamiento electroquímico del metal de protección respecto al metal de la base. Sirven para proteger contra la corrosión y aíslan eléctricamente.Chapeado.. . Unos de los ejemplos más importante de este procedimiento es el: Metalizado galvánico(niquelado. La capa de recubrimiento debe ser impermeable al agua. pero muy frágil. una vez limpias y desengrasadas en un baño de ácido.tiene que comportarse como químicamente neutra respecto a la pieza.. dura. De este modo se forma una capa protectora de fosfato de hierro. resistente a la luz.. en la pistola de pulverizar y se licua mediante una llama de gas o por vía eléctrica. previamente desoxidada y desengrasada. cromado. 2. Por la acción de la corriente eléctrica los iones metálicos cargados positivamente emigran de la solución de sal depositándose en la superficie de la pieza.Fosfatado (bonderizado). cobreado).Se da a las piezas una protección superficial negra por combustión repentina de aceite a 400°C. . óxido de plomo. también se emplea la denominac ión de tratamientos a otras técnicas. Si se hace pasar una corriente continua.. Los tratamientos térmicos son procesos donde únicamente se utiliza la temperatura como magnitud variable modificadora de la microestructura y constitución de metales y aleaciones.Una varilla de magnesio se une mediante un conductor con el cuerpo de acero a proteger.Protección catódica. los que más se utilizan en la metalurgia actual. las posibilidades de modificar la estructura. son los tratamientos termoquímicos. el magnesio desprende iones (elemento galvánico). . Los electrones liberados fluyen hacia el acero generando una tensión que evita que los iones se desprendan del hierro y destruyan el metal. donde además de utilizar la temperatura como única variable a considerar. se han extendido considerablemente. de tal forma que unas veces interesa aumentar la dureza y resistencia mecánica. constitución e incluso la composición química de los metales y aleaciones. pero sin variar su composición química. se modifica también la composición química de una capa superficial de la pieza. Esta capa posee una gran dureza. Pero siguen siendo los tratamientos térmicos. El objetivo de los tratamientos térmicos consiste en mejorar las propiedades mecánicas de metales y aleaciones. CONCLUSIÓN Actualmente. es muy resistente a influencias químicas y no es conductora de electricidad. . Por extensión. en la pieza se forma una capa de óxido (anonizado o capa eloxal) debido al oxígeno liberado. y otras veces la ductilidad o plasticidad para facilitar su conformación.electrolito se pone una placa de plomo (polo negativo) y la pieza de aluminio (polo positivo).
Report "Acabados y Tratamientos de Los Metales[1]"