Elements Of Surface Hardening (1945)

Summary

El texto describe varios métodos de endurecimiento superficial de acero para lograr una dureza alta en la superficie y una resistencia interna. Estos incluyen el endurecimiento por inmersión en carburante, el carburado en gas y el tratamiento de inmersión en cianuro. Se discuten también los métodos de endurecimiento por llama, como el endurecimiento por llama y el endurecimiento por inducción de alta frecuencia. Además, se menciona el nitriding, que solo es aplicable a ciertos aceros al silicio, cromo o molibdeno, y que puede alcanzar durabilidades superiores a las de otros tratamientos. Todos estos métodos permiten a las partes de acero tener una capa dura mientras se mantienen esenciales en suavidad.

Takeaways

• 🔧 Los componentes de acero a menudo requieren una alta dureza superficial y al mismo tiempo deben tener un núcleo resistente.
• 🛠️ El tratamiento de carburización es un método para aumentar la concentración de carbono en la superficie del acero, lo que permite obtener una superficie más dura que el interior.
• 🔥 El proceso de carburización requiere de 8 a 16 horas a una temperatura de alrededor de 1700 grados Fahrenheit.
• 🧱 La dureza superficial deseada es de 60 a 63 en la escala de Rockwell C, y el tratamiento de carburización es una forma de alcanzarla.
• 🌡️ Después del carburización, los componentes se endurecen al ser calentados por encima de la temperatura crítica superior y luego se enfrían rápidamente en aceite.
• 💧 El enfriamiento en agua produce una superficie más dura pero más frágil que el aceite.
• 🔁 El gas carburización es un método eficiente para piezas pequeñas, donde el gas ciudadano actúa como un medio carburante.
• 🌀 El nitriding es un método de endurecimiento superficial que solo se puede utilizar con ciertos aceros aliópados y alcanza durabilidades superiores.
• 🔥 El flame hardening y el induction hardening no añaden elementos al acero, sino que solo producen la dureza de la que el acero original es capaz.
• 🛠️ El flame hardening es adecuado para grandes piezas donde solo se necesita endurecer áreas seleccionadas.
• ⚙️ El induction hardening es un método muy rápido de endurecimiento superficial donde el calor es inducido por una corriente eléctrica de alta frecuencia.
• 📏 La carburización en bañera de cianuro es una técnica para obtener una capa delgada y resistente, adecuada para piezas que requieren una capa fina de dureza.

Q & A

¿Por qué se requiere una alta dureza superficial en algunas partes de acero?

Se requiere una alta dureza superficial para mejorar la resistencia al desgaste y la erosión en las partes de acero, mientras que una núcleo duro mantiene la resistencia al impacto y la tenacidad.

¿Cómo se supera la dificultad de obtener una superficie endurecida y un núcleo duro en el acero?

Se puede superar al tomar acero de bajo contenido de carbono y aumentar el contenido de carbono en la región superficial. Después de calentamiento y endurecimiento por refrigeración, la superficie del acero alcanza una dureza mucho mayor que la sección interior con un contenido de carbono más bajo.

¿Qué es el tratamiento de carburización y qué propósito sirve?

El tratamiento de carburización es un proceso en el que las partes de acero son someidas a una fuente de carbono, como carbón activado energizado, para aumentar el contenido de carbono en la superficie. Esto forma una capa de acero de alto contenido de carbono llamada capa, que es más dura que el acero interior.

¿Cuánto tiempo toma el proceso de carburización en un horno?

El carburizado requiere de 8 a 16 horas a una temperatura de alrededor de 1700 grados Fahrenheit (大约927 grados Celsius).

¿Cómo se logra la endurecimiento completo de las partes después del carburizado?

Para lograr un endurecimiento completo, las partes deben ser calentadas por encima de la temperatura crítica superior y luego se refrescan en aceite o agua. Este proceso de enfriamiento rápido se conoce como refrigeración.

¿Qué es la carburización en gas y cómo se diferencia de la carburización en paquete?

La carburización en gas es un proceso en el que las partes son sometidas a un ambiente de gases carburizantes, como el gas ciudadano, en un horno rotativo. La diferencia principal es que no requiere de un medio carburizante sólido como el carbón y permite un manejo más fácil, especialmente para piezas pequeñas.

¿Cómo se logra una capa delgada de alta dureza en el proceso de cianuración?

La cianuración se logra sumergiendo las piezas en un baño de cianuro fundido a una temperatura entre 1400 y 1500 grados Fahrenheit (aproximadamente entre 760 y 816 grados Celsius) durante 10 a 15 minutos. El cianuro actúa como un carburante en el acero, formando una capa delgada y resistente.

¿Cuál es el proceso de nitriding y qué tipos de acero lo pueden soportar?

El nitriding es un método de endurecimiento superficial en el que las piezas de acero son calentadas en un horno en una corriente de gas ammoniaco. Solo ciertos tipos de acero al silicio, al cromo o al molibdeno pueden ser sometidos a este proceso, que puede alcanzar durabilidades superiores a las obtenidas por otros métodos.

¿Cómo se realiza el endurecimiento por flamenco y en qué se diferencia del endurecimiento por inducción?

El endurecimiento por flamenco se realiza con un soplete de acetileno y oxígeno, seguido inmediatamente del enfriamiento con agua. No añade elementos al acero y es especialmente adecuado para grandes piezas donde solo ciertas áreas necesitan ser endurecidas. El endurecimiento por inducción utiliza una corriente de alta frecuencia para inducir calor en la superficie de la pieza, lo que resulta en un endurecimiento rápido y secilo.

¿Por qué el nitriding puede lograr durabilidades que superan a las alcanzables por otros tratamientos de acero?

El nitriding puede lograr durabilidades superiores porque la temperatura de tratamiento es baja, lo que reduce la distorsión de las piezas de precisión y permite que el nitrógeno se una a algunos elementos del acero para formar una capa muy dura.

¿Cómo se logra el endurecimiento por inducción y cuánto tiempo toma?

El endurecimiento por inducción se logra mediante un flujo de corriente de alta frecuencia a través de un bobina, lo que induce corrientes en la pieza y calienta la capa superficial en cuestión de segundos. El proceso de calentamiento es muy rápido y se completa en pocos segundos, seguido de un enfriamiento inmediato con una rociada de agua.

¿Qué ventajas tiene el endurecimiento por inducción sobre otros métodos de endurecimiento superficial?

El endurecimiento por inducción es muy rápido y se puede dirigir a áreas específicas de la pieza, lo que reduce el tiempo de procesamiento y mejora la eficiencia. Además, no requiere el uso de químicos ni la manipulación física del material, lo que lo hace más limpio y preciso.