Documental - Mecanica Industrial - "Tratamientos Térmicos"
Summary
TLDREl video trata sobre la importancia de los metales y sus aleaciones en la fabricación de maquinaria y equipos industriales. Explica cómo los tratamientos térmicos, como el temple, revenido y recocido, influyen en las propiedades estructurales de los metales, mejorando su calidad y resistencia. Se profundiza en el proceso de transformación de la estructura cristalina del hierro, y se mencionan tratamientos especializados como la cementación y la nitruración, utilizados para aumentar la dureza y durabilidad de piezas específicas. El video destaca el papel clave de la metalografía en estos procesos industriales.
Takeaways
- 🔧 La maquinaria es clave para la economía de un país, y los metales son esenciales para su fabricación.
- 🔥 Los tratamientos térmicos son fundamentales para mejorar las propiedades de los metales y garantizar la calidad de la maquinaria.
- 🔬 La metalografía estudia la relación entre la composición, estructura y propiedades de los metales y sus aleaciones.
- 🌡️ El acero sufre transformaciones internas a determinadas temperaturas, lo que cambia su estructura y propiedades.
- ⚙️ El temple es un tratamiento térmico que endurece el acero al calentarlo y enfriarlo rápidamente.
- 💧 Los medios de enfriamiento en el temple incluyen agua, aceite o aire, cada uno con diferentes resultados en la resistencia y dureza de la pieza.
- 🛠️ El revenido es un tratamiento posterior al temple que busca aumentar la tenacidad del acero, haciéndolo más resistente.
- 🧱 El recocido elimina tensiones internas del metal y mejora su trabajabilidad al reducir su dureza.
- ⚡ La cementación es un proceso que endurece la superficie del acero, manteniendo la tenacidad en su núcleo, ideal para piezas sometidas a desgaste.
- 🔩 La nitruración satura la superficie del acero con nitrógeno, aumentando su dureza y resistencia al desgaste, especialmente en piezas que enfrentan fricción y altas temperaturas.
Q & A
¿Por qué es importante el tratamiento térmico en la fabricación de maquinaria?
-El tratamiento térmico es esencial porque permite dar a los metales propiedades especiales que mejoran la calidad, confiabilidad y durabilidad de la maquinaria, lo cual es clave para su desempeño en distintas ramas de la industria.
¿Qué estudia la metalografía?
-La metalografía es la ciencia que estudia las relaciones entre la composición, estructura y propiedades de los metales y sus aleaciones, lo que ayuda a entender cómo influye la estructura interna en las características de los metales.
¿Qué ocurre con la estructura del hierro a temperaturas superiores a los 910 grados Celsius?
-A temperaturas superiores a los 910 grados Celsius, el hierro cambia su estructura cristalina de una red cúbica centrada en el cuerpo (ferrítica) a una red cúbica centrada en las caras, conocida como hierro gamma o austenítico.
¿En qué consiste el proceso de temple en los aceros?
-El temple es un tratamiento térmico en el cual el acero se calienta a una temperatura específica, se mantiene allí por un tiempo y luego se enfría rápidamente. Este proceso aumenta la dureza del acero, dependiendo de su contenido de carbono.
¿Cuál es la función del revenido en los aceros templados?
-El revenido es un tratamiento posterior al temple que se realiza calentando el acero a una temperatura más baja y luego enfriándolo. Esto busca mejorar la tenacidad del acero reduciendo su dureza excesiva obtenida en el temple.
¿Qué diferencias existen entre la cementación y la nitruración?
-La cementación es un proceso en el que se satura la superficie del acero con carbono para aumentar su dureza superficial, mientras que la nitruración utiliza nitrógeno a temperaturas más bajas para lograr un endurecimiento superficial aún mayor, mejorando la resistencia al desgaste.
¿Cuál es la estructura cristalina del hierro a temperatura ambiente?
-A temperatura ambiente, la estructura cristalina del hierro es cúbica centrada en el cuerpo, conocida como ferrita, con átomos de hierro ocupando los vértices y el centro de la celda.
¿Qué papel juegan los hornos en los tratamientos térmicos?
-Los hornos son fundamentales para los tratamientos térmicos, ya que permiten controlar y graduar la temperatura de forma precisa, asegurando que el calentamiento se realice de manera uniforme y eficiente, evitando la entrada de gases que puedan afectar el proceso.
¿Qué tipos de estructuras pueden formarse en el acero al enfriarlo lentamente desde la fase de austenita?
-Al enfriar lentamente la austenita, se pueden obtener estructuras como ferrita, perlita o cementita, que afectan las propiedades mecánicas del acero.
¿Cuál es el propósito del recocido en los metales?
-El recocido busca eliminar tensiones internas en el metal, suavizar su estructura para facilitar el trabajo y refinar el grano, logrando una mayor uniformidad en la estructura cristalina del material.
Outlines
🔧 Importancia de los metales y sus tratamientos térmicos
La construcción de maquinaria es fundamental para la economía de un país, y los metales y sus aleaciones son la base para la fabricación de estas. El tratamiento térmico es esencial para mejorar las propiedades de los materiales metálicos, lo que permite aumentar la calidad, confiabilidad y vida útil de las máquinas. La metalografía estudia la relación entre la composición, estructura y propiedades de los metales. En particular, el acero sufre transformaciones internas a determinadas temperaturas, lo que cambia su estructura y propiedades. Se mencionan los principales tratamientos térmicos como el temple, revenido y recocido, junto con tratamientos especiales como la cementación, nitruración y cianuración.
🔥 Proceso de temple y fases del tratamiento térmico
El temple es un tratamiento térmico en el que el acero se calienta a una temperatura específica y luego se enfría rápidamente. El proceso se divide en tres fases: calentamiento, mantenimiento de temperatura y enfriamiento. Durante el enfriamiento, dependiendo de la velocidad, se obtienen diferentes estructuras como ferrita, perlita o martensita. Los hornos son los más adecuados para estos tratamientos ya que permiten un control preciso de la temperatura. Es fundamental que las piezas sean agitadas durante el enfriamiento para mejorar la disipación del calor y eliminar el vapor generado alrededor de la pieza caliente. Los medios de enfriamiento más comunes son el agua, aceite o aire.
🔨 Recocido y otros tratamientos de endurecimiento
El recocido implica calentar una pieza hasta una temperatura específica, mantenerla y luego enfriarla lentamente para eliminar tensiones internas y suavizar el material. El recocido de ablandamiento y normalizado se usa para reducir la dureza de los aceros, facilitando su trabajo. La cementación, otro proceso mencionado, satura la superficie de las piezas de acero con carbono para mejorar su dureza superficial y resistencia al desgaste. Se detalla el uso de carbón vegetal activado para este proceso. Además, se discuten la nitruración, donde se difunde nitrógeno en las capas superficiales, y otras técnicas avanzadas como el tratamiento láser y la metalización por difusión, que aumentan la dureza y resistencia de las piezas.
Mindmap
Keywords
💡Tratamiento térmico
💡Aceros
💡Temple
💡Revenido
💡Recocido
💡Metalografía
💡Cementación
💡Nitruración
💡Austenita
💡Transformaciones internas
Highlights
La construcción de maquinaria es clave para la economía de un país, y los metales y sus aleaciones son fundamentales para la fabricación de máquinas y equipos industriales.
El tratamiento térmico es esencial para mejorar las propiedades de los materiales metálicos, lo que a su vez incrementa la calidad y durabilidad de la maquinaria.
La metalografía estudia las relaciones entre la composición, estructura y propiedades de los metales y sus aleaciones.
En el acero, las temperaturas críticas varían según el contenido de carbono, lo cual se refleja en el diagrama de fases.
El temple es un tratamiento térmico que incrementa la dureza del acero, y su efectividad depende del contenido de carbono y la velocidad de enfriamiento.
Los tratamientos térmicos como el revenido buscan equilibrar la dureza y la tenacidad del acero.
El recocido se utiliza para eliminar tensiones internas en el metal, haciéndolo más fácil de trabajar y mejorando su estructura.
La cementación y la nitruración son tratamientos que endurecen la superficie del acero, mejorando su resistencia al desgaste y a la fatiga.
El hierro cambia su estructura cristalina en función de la temperatura, con distintas fases como la ferrita, austenita y martensita.
El uso de hornos con control de temperatura es crucial para asegurar un calentamiento uniforme en los tratamientos térmicos.
La agitación de las piezas durante el enfriamiento es clave para eliminar la capa de vapor y garantizar una correcta transformación de fase.
El revenido se aplica después del temple, ajustando la dureza y evitando que la pieza sea demasiado frágil.
La cementación en medio sólido utiliza carbón vegetal activado para saturar las superficies del acero con carbono.
El proceso de nitruración utiliza amoníaco a altas temperaturas para saturar la superficie del acero con nitrógeno, aumentando su resistencia al desgaste.
Los avances tecnológicos como el tratamiento térmico por láser están revolucionando la manera en que se mejoran las propiedades de los aceros.
Transcripts
00:00[Música]
00:08la construcción de maquinaria es uno de
00:10los eslabones más importantes de la
00:12economía de cualquier país los metales y
00:15sus aleaciones son la base para la
00:17fabricación de esas máquinas y equipos
00:20para las distintas ramas de la industria
00:23es imposible Elevar la calidad
00:25confiabilidad y plazo de servicio de una
00:28maquinaria Sin dar a los materiales
00:30metálicos propiedades especiales lo cual
00:33se logra con los tratamientos
00:35térmicos para aplicar el tratamiento
00:38térmico es preciso saber las propiedades
00:40del metal en sus diversos estados
00:42estructurales o sea saber las relaciones
00:45que existen entre las propiedades del
00:47metal y su estructura el tratamiento
00:50térmico Es parte integrante de la
00:53metalografía
00:54[Música]
01:00se denomina metalografía a la ciencia
01:02que estudia las relaciones entre la
01:04composición estructura y propiedades de
01:08los metales y sus
01:11aleaciones la ciencia ha descubierto que
01:14en el acero a determinadas temperaturas
01:16de calentamiento se producen
01:18transformaciones internas que cambian su
01:21estructura y sus propiedades y que el
01:23acero tiene temperaturas críticas
01:26demostró que dichas temperaturas varían
01:29en función del contenido de carbono en
01:31el hierro y lo representó con este
01:34diagrama el grado de temperatura
01:36alcanzado y la rapidez de enfriamiento
01:39distinguen a los variados tratamientos
01:41térmicos los más importantes son el
01:44Temple revenido y
01:47recocido existen también tratamientos
01:50especiales como la cementación
01:52nitruración Y cianuración estos últimos
01:55se diferencian de los demás ya que se
01:57refieren a los Aceros de construcción
02:00que contienen baja cantidad de
02:03[Música]
02:05carbono los metales en estado sólido
02:08presentan una estructura cristalina sus
02:11átomos se colocan unos junto a otros de
02:14forma organizada ocupando los vértices
02:16de una red cúbica que cambia a
02:19determinadas
02:20temperaturas cuando el hierro se
02:22encuentra a temperatura ambiente los
02:25átomos forman una red cúbica centrada
02:28este tipo de estructura se mantiene
02:30hasta los 910 grc temperatura a la cual
02:33las aristas están ocupadas por ocho
02:36átomos de hierro y el centro por un solo
02:39átomo este hierro es de estructura
02:45ferrítica después de los 910 grc los
02:49átomos adquieren cierta movilidad se
02:52rompen los cristales de hierro Alfa y
02:54desaparece el átomo del centro a esta
02:57temperatura se forman otros átomos
02:59nuevos y distintos que en la red cúbica
03:02pasan a centrarse en las
03:04[Música]
03:08caras desde los 14 hasta los 1528 gr
03:13Cent el hierro puro vuelve a tomar la
03:16estructura cristalina de un cubo de
03:19cuerpo centrado a esta temperatura se la
03:21denomina hierro
03:23[Música]
03:27Delta atir de 29 gr c el hierro se
03:33vuelve líquido ya que ha llegado al
03:35punto de
03:36[Música]
03:42fusión Temple se denomina el tratamiento
03:46térmico por el cual el acero se calienta
03:48a temperatura de Temple se lo mantiene a
03:51esa temperatura y después se lo enfría
03:55rápidamente por medio del Temple se
03:57consiguen durezas cuya depende del
04:00contenido de carbono del
04:03acero el proceso de Temple está dividido
04:06en tres partes la primera fase de
04:10calentamiento la temperatura máxima a
04:12ser alcanzada es
04:141139
04:16grc conviene distinguir entre los Aceros
04:19de menor y mayor contenido de carbono a
04:21partir del
04:230,89 de carbono la temperatura de Temple
04:27de los Aceros con menos del 0.8 2% de
04:30carbono debe ser 50 gr c superior a la
04:35línea db para lograr detener la
04:38austenita para los Aceros con más del
04:410.89 de carbono es suficiente rebasar la
04:45temperatura en unos 50 a 70 grc de la
04:49línea
04:53BC segundo fase de permanencia es
04:57necesario mantener las piezas a la
04:58temperatura de calentamiento para que
05:01lleguen a su fin los procesos de
05:03transformación de fase y estructura en
05:05todas las zonas del
05:07metal Generalmente el tiempo de
05:09mantenimiento a la temperatura dada debe
05:12ser igual a un cuarto o un quinto del
05:14tiempo de
05:17calentamiento tercero fase de
05:20enfriamiento de la velocidad de
05:22enfriamiento depende el tipo de
05:23estructura final de los Aceros las
05:26transformaciones Serán las siguientes
05:29de la austenita por enfriamiento lento
05:32se pueden obtener estructuras como
05:35ferrita Perlita o
05:38[Música]
05:43cementita partiendo de la austenita por
05:46enfriamiento rápido se obtienen
05:48estructuras como la
05:52marcita los medios de calentamiento más
05:55aconsejables para los tratamientos
05:57térmicos son los hornos ya que disponen
06:00de controles para medir y graduar la
06:02temperatura deseada estos hornos pueden
06:05marcar hasta 100 grad cados en los
06:08hornos la temperatura debe ser alcanzada
06:10de manera uniforme y en el menor tiempo
06:13posible graduándose de 10 en 10 grad
06:16Cent para garantizar un calentamiento
06:20[Música]
06:26equilibrado las cámaras de los hornos
06:28deben estar idas de forma tal que no
06:31permitan la entrada de gas O aire para
06:33evitar esto se emplean las muflas que
06:36son cámaras de material refractario en
06:38las cuales se introduce piezas que
06:41necesitan Temple completo luego de que
06:44estas piezas han alcanzado la
06:45temperatura de Temple deben ser tomadas
06:48con tenazas ganchos o alambres cuidando
06:51que no hagan contacto con las
06:52superficies at templar para luego
06:55sumergir el conjunto en el baño de
06:56Temple el trabajador debe protegerse con
06:59guantes delantal de amiento y
07:05gafas la inmersión de las piezas en el
07:08baño de Temple se ejecuta de acuerdo con
07:11la forma longitud y tamaño de cada
07:14[Música]
07:18pieza en el Temple de inmersión completa
07:22es muy necesario que las piezas sean
07:24agitadas tanto para acelerar el
07:26enfriamiento como para eliminar la capa
07:28de vapor que que se produce alrededor de
07:31la pieza caliente hay varios medios para
07:34realizar el enfriamiento de las piezas a
07:36ser templadas con agua aceite o aire el
07:40agua es el medio con el que se consigue
07:41el enfriamiento con mayor rapidez y una
07:44mayor resistencia de la pieza la
07:47cantidad de líquido que constituye el
07:48baño sea agua o aceite debe ser tal que
07:51pueda absorber el calor de la pieza unos
07:54cubos metálicos son los recipientes más
07:56sencillos para el enfriamiento
08:00el revenido es un tratamiento posterior
08:02al Temple consiste en calentar una pieza
08:05templada a temperaturas menores y a
08:08continuación enfriarla por medio del
08:11revenido se busca hacer el acero más
08:13tenaz gracias a su mayor dureza al
08:16aumentar la temperatura de revenido
08:19disminuye la
08:24dureza para revenir una pieza templada
08:27primero se limpia laf
08:29[Música]
08:32luego se calienta gradual y
08:34uniformemente la pieza en un horno de
08:36baja temperatura especial para este
08:39[Música]
08:42fin apenas se nota sobre la superficie
08:46de la pieza el color del revenido según
08:48las tablas de equivalencias de colores
08:50se puede dejar enfriar la pieza al aire
08:53libre al aceite o al agua para fijar la
08:56estructura requerida es importante no
08:59llegar a la temperatura en la cual se
09:01forma la
09:02austenita a este tratamiento se denomina
09:06revenido por calor
09:07[Música]
09:17externo el revenido por calor interno
09:21consiste en interrumpir el enfriamiento
09:23del Temple de modo que la pieza conserve
09:25en su núcleo el calor necesario este
09:28revenido se aplica sobre todo en Temple
09:31parcial de herramientas se enfría por
09:33unos segundos la parte de trabajo de la
09:36herramienta sin dejar de agitarla
09:42verticalmente una vez Sacada la
09:44herramienta del baño se la limpia con
09:47rapidez sobre un pedazo de ladrillo y se
09:49observa la aparición de colores para
09:51enfriarla completamente al llegar al
09:54color requerido
09:59[Música]
10:15el recocido es la acción de calentar una
10:17pieza hasta una temperatura determinada
10:21mantenerla en esta temperatura y
10:23enfriarla después Generalmente con
10:26lentitud de esta forma se elimina las
10:29tensiones internas del metal y las
10:32solidificacion de la textura no
10:35deseada para realizar el recocido de
10:38eliminación de tensiones internas
10:40originadas por la conformación en frío o
10:44caliente se eleva la temperatura hasta
10:47500 o 600 gr
10:51centí para realizar el recocido de
10:54ablandamiento se eleva la temperatura
10:57entre 680 y
10:59gr c en los Aceros aleados la
11:03temperatura debe ser más alta con este
11:06tratamiento se reduce la dureza de los
11:08Aceros y se los puede trabajar con mayor
11:13facilidad para realizar el recocido
11:15normalizado y según el contenido de
11:18carbono se eleva la temperatura entre
11:20850 y 950 gr C con este proceso se
11:26elimina la estructura demasiado gruesa
11:28del grano y se origina una nueva
11:30uniforme de grano fino llamada también
11:37refinada la cementación es el proceso de
11:40saturación con carbono de las
11:42superficies de las piezas de acero la
11:44cementación se realiza con el objeto de
11:46mantener alta dureza en la superficie de
11:49una pieza conservando la tenacidad en su
11:52núcleo lo cual significa aumento de la
11:55resistencia al desgaste y del límite de
11:57fatiga del metal a la cementación se
12:00someten las piezas fabricadas con Aceros
12:03de bajo contenido de carbono hasta de
12:070.25 que trabajan en condiciones de
12:09desgaste por contacto bajo la acción de
12:12carga por ejemplo casquillos pernos de
12:16émbolos levas engranajes cigüeñales
12:19etcétera la cementación se realiza a
12:22temperaturas superiores entre 900 y 950
12:27grc cuanto menos carbono contenga el
12:30acero mayor deberá ser la temperatura de
12:33calentamiento para la cementación Se
12:36entregan las piezas después de haberles
12:38dado el tratamiento mecánico dejando en
12:41ellas sobrem medidas de 5 centésimas a
12:44una décima de milímetro para el
12:46rectificado posterior para la
12:49cementación en medio sólido se emplea
12:52carbón vegetal activado semic Coque de
12:54ua y el Coque de turba las piezas
12:58preparadas son colocadas en una caja
13:01cuyo fondo ha sido previamente
13:02recubierto con una capa de cementante
13:05cada capa de las piezas una sobre otra
13:08se cubre con
13:10cementante para cerrar la tapa deben las
13:13piezas estar cubiertas con el
13:15cementante en los bordes de la caja se
13:18debe untar arcilla refractaria o una
13:22mezcla de arcilla y arena para
13:27sellarla la la duración de la
13:29permanencia en el horno a la temperatura
13:31de cementación depende de qué espesor de
13:34la capa cementada se desea obtener se
13:36calcula que dicha capa penetra una
13:39décima de milímetro por hora así una
13:42capa de 1 mm de espesor se obtiene en un
13:45lapso calculado entre 9 y Med y 10 y Med
13:49[Música]
13:55horas nitruración se denomina el proceso
13:59de saturación de la superficie del acero
14:01con nitrógeno el procedimiento se
14:04realiza con presencia de amoníaco a
14:06temperaturas de 480 a 650
14:10grc a estas temperaturas se forma el
14:13nitrógeno atómico que se difunde en las
14:15capas superficiales de la pieza para la
14:18nitruración se emplea los Aceros aleados
14:21con porcentaje medio de carbono que
14:24contienen cromo tungsteno molibdeno
14:26badio y aluminio las superficies
14:29nitrurados logran extrema dureza y un
14:32alto grado de resistencia al desgaste
14:34por rozamiento Por lo cual se las
14:36utiliza en cilindros camisas de motores
14:38etcétera piezas que están sometidas a
14:41permanente fricción y grandes
14:45temperaturas finalmente señalemos que en
14:47la actualidad se emplean otras formas de
14:50tratamientos térmicos a los Aceros y
14:52fundiciones entre ellos el tratamiento
14:54láser la nitrosa y la metalización por
14:59por difusión
15:04[Música]
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