Normalizado

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BILBAINA DE TRATAMIENTOS

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TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LAS FUNDICIONES
El tratamiento térmico de las fundiciones se realiza fundamentalmente para eliminar las tensiones internas que surgen durante el fundido. Estas tensiones conducen con el tiempo, a la variación de las dimensiones y forma de la fundición, disminución de la dureza y mejoramiento de la maquinabilidad por corte y una elevación de las propiedades mecánicas.
En el proceso de tratamiento térmico de la fundición ocurren las mismas transformación es que en el acero. Sin embargo, éstas se complican por el hecho de que durante el calentamiento de la fundición se puede desarrollar el proceso de grafitización que cambia complementariamente la estructura y, por lo tanto, las propiedades de la fundición.
Entre los tratamientos más usados para una fundición gris son: El recocido y la normalización. Otros tratamientos como el austempering, tempering y hardening, son usados en ocasiones limitadas.
En términos de tratamiento térmico, las fundiciones grises pueden ser consideradas una composición de grafito libre (laminar) y fierro eutectoide (matriz). La situación puede ser adicionalmente complicada por la variedad de sección, por consiguiente la respuesta térmica variará un poco.
Por esta razón es necesario desarrollar experimentalmente los procesos precisos si se desea  resultados óptimos.
RECOCIDO
Existen dos procesos de recocido que suelen ser aplicados a las fundiciones grises:
1° De eliminación de tensiones, y
2° De ablandamiento
A continuación se estudiarán con detalle cada uno de ellos.
1°. Los recocidos para la eliminación de tensiones se realizan a temperaturas relativamente bajas, a unos 550 °C aproximadamente. Se dan para eliminar las tensiones que a veces tienen las piezas como consecuencia de los rápidos enfriamientos. Estos se experimentan cuando desciende su temperatura, desde la correspondiente a la de solidificación hasta la del medio ambiente.
2°. Los recocidos de ablandamiento de las fundiciones grises se dan a unos 740 °C, y sirven para mejorar la maquinabilidad y ablandar el material. Fundiciones grises en las que, por causa de los elementos de aleación o por la presencia de zonas pequeñas con enfriamiento rápido, no se consigue la matriz ferrita, se recuecen a 850 °C.
RECOCIDO PARA LA ELIMINACION DE TENSIONES
Los recocidos a bajas temperaturas se realizan a unos 550 °C durante un periodo que depende de la masa y constitución de la fundición. Este periodo generalmente se considera igual a 1 hora por cada 25 mm de espesor y luego se le da un enfriamiento en horno a puerta cerrada.

Este proceso no tiene un efecto en las propiedades mecánicas, pero elimina las tensiones que siempre suelen tener las piezas de fundición después de la solidificación y enfriamiento. Conviene dar esta clase de recocido a piezas de formas complicadas, o quedeban tener tolerancias dimensionales muy precisas, como cilindros de motores de explosión, bancadas de máquinas herramientas, etc. Si no se eliminaran estas tensiones, las piezas pueden sufrir luego deformaciones durante la mecanización o durante elfuncionamiento que, en ocasiones, crean importantes problemas y dificultades.

Deben emplearse velocidades lentas de calentamiento y en especial de enfriamiento, para evitar nuevas tensiones o roturas, sobre todo cuando las piezas son de formas complicadas.
1- Recocido de ablandamiento o ferritización.
Se suelen emplear los siguientes tipos de recocidos:
1°. Recocido a 700 – 760 °C, llamado también subcrítico.
2°. Recocido a 800 – 900 °C, llamado recocido medio o completo.
3°. Recocido a 900 – 925 °C, llamado recocido de grafitización.

1.1- Recocido a 700 – 760 °C.
Para disminuir la dureza de las fundiciones grises se les somete a recocidos a 740 °C aproximadamente con enfriamiento en horno a puertas cerradas. Este recocido es interesante porque en ocasiones las fundiciones grises en bruto de colada quedan relativamente duras y su mecanización es difícil.

En muchos casos las microestructuras de estas fundiciones en bruto están constituidas por grafito y ferrita y cantidades variables de perlita y sorbita. Estos constituyentes, perlita y sorbita, son los que dan alta dureza y cuando interesa mucho facilitar la mecanización conviene transformarlos por recocido, en ferrita y grafito.

Para conseguir después del recocido una estructura de ferrita y grafito, que es la mejor para el mecanizado, debe alcanzarse en el recocido una temperatura de unos 740 °C aproximadamente.

De manera que si después de sobrepasar la temperatura crítica y llegar a los 740 °C, se mantiene esta temperatura durante un cierto tiempo, se consigue que la perlita y la sorbita se transformen en austenita.

En esas condiciones, temperatura ligeramente superior a la eutectoide y mantenimiento prolongado, la austenita va cediendo carbono que se deposita en forma de grafito, obteniéndose al final ferrita y grafito.

Si se emplean temperaturas más altas del orden de 800 – 900 °C, y el enfriamiento se hace al aire, se deposita muy poco grafito y es muy difícil obtener baja dureza. Con este recocido a 740 °C se baja la dureza de las fundiciones hasta 120 – 130 Brinell.

1.2 Recocido a 800 – 900 °C.
Es usado en situaciones donde, por causa de los elementos de aleación o por la presencia de zonas pequeñas con enfriamiento rápido, obtenidas en el recocido subcrítico, no se consigue la matriz ferrita.
En este proceso la fundición es calentada a temperatura de 800 – 900 °C, llegándose de esta manera por encima de la temperatura de transformación eutectoide. Después de mantenerla por 1 h por cada 25 mm de espesor, la fundición es enfriada lentamente por la región de transformación eutectoide, promoviendo la formación de ferrita.
Al calentar de 800 – 900 °C, no hay formación de grafito o esta formación tiene poca importancia, ya que la temperatura de mantenimiento no es apropiada para el depósito de gran cantidad de grafito; calentando a 850 °C por ejemplo, se formará austenita. Durante la permanencia a esta temperatura habrá formación de una pequeña cantidad de grafito y luego, en un enfriamiento sin precauciones muy especiales, al pasar la zona eutectoide, se formará perlita.
Si se calienta a 850 °C se puede obtener la microestructura de grafito y ferrita, con enfriamiento muy lento. Este tratamiento de 800 – 900 °C también es recomendable para fundiciones grises de gran dureza y para fundiciones atruchadas que contienen cementita hipereutectoide.
En esos casos la dureza inicial que será francamente alta, 250 a 300 Brinell, se podrá disminuir con este recocido. En este tratamiento se calentará a unos 850°C aproximadamente y luego se cuidará que la velocidad de enfriamiento sea muy lenta, sobre todo en la zona crítica de 700 – 720 °C, para facilitar el depósito del grafito eutectoide y luego se puede enfriar al aire.
En la figura 3.2 se ve como en la zona de 700 – 740 °C es en la que hay mayor formación de ferrita y de grafito y es, por lo tanto, la más crítica en esta clase de recocido.
Cantidad de ferrita que se forma cuando las fundiciones de  C = 3 % y Si = 2,20 %, después de ser calentada a 875 °C son enfriadas  en baño de plomo durante 5 min. a las temperaturas que se indican en la figura22.

1.3 Recocido a 900 – 925 °C.
Es usado en fundiciones grises sólo cuando se quiere el retiro de carburos. Este tratamiento consiste en calentar la pieza a temperaturas aproximadamente de 900 – 925 °C. El tiempo de permanencia debería ser el mínimo (para evitar procesos de oxidación y formación de óxidos en las fronteras de grano), basado en la evaluación microestructural y, para evitar formación de cascarilla innecesaria se puede usar horno de atmósfera controlada.
Después de la descomposición de carburos, la forma de enfriar dependerá de la microestructura que se desee. Si se desea una estructura ferrítica, se recomienda un enfriamiento en horno a puerta cerrada. Pero si se desea una fundición de matriz perlítica, se recomienda un enfriamiento al aire.
La experimentación puede ser necesaria para compensar los efectos de geometría y
composición de la fundición.
NORMALIZADO
La normalización es el calentamiento de la fundición hasta 850 – 950 °C con un enfriamiento posterior al aire sereno. Se emplea normalización para aumentar la dureza, tenacidad y resistencia al desgaste de la fundición. Esto se logra gracias a la total transformación de la base estructural ferrítica o ferrito-perlítica, en la de perlita de la fundición gris (perlitización).
La fundición ferrítica maleable después de la normalización a 800 – 850 °C se transforma en la fundición perlítica maleable.

 

TEMPLE Y REVENIDO
La posibilidad de mejorar por temple ciertas propiedades en las fundiciones es debida, como en los aceros, a que estas aleaciones, al ser calentadas a elevadas temperaturas, 750 a 900 °C se transforman, una parte en austenita.
Este constituyente al ser enfriado luego, más o menos rápidamente, se convierte en martensita o en otros constituyentes intermedios. La martensita, o los otros constituyentes intermedios, obtenidos después del temple y los constituyentes que se obtienen después de su revenido, tienen propiedades de gran interés y para numerosas aplicaciones.
Dichas propiedades son mucho mejores que las que corresponden a las estructuras de bruto en colada.
En general, las leyes que rigen el temple y revenido de las fundiciones son muy parecidas a las de los aceros.
En ocasiones se puede endurecer y aumentar la resistencia a la tracción de las fundiciones grises por tratamiento térmico. De esta forma se consigue un gran aumento de dureza y también un aumento, aunque mucho menos sensible, de la resistencia a la tracción y de la resistencia al desgaste.
En forma general se somete a las fundiciones primero a un temple y luego a un revenido.
Los resultados que se obtienen dependen siempre, como es natural, de la clase de tratamiento, de la microestructura y de la composición química de la fundición.
Las fundiciones con gran cantidad de ferrita y grafito, no son las más recomendables para ser endurecidas por tratamiento térmico.
En cambio, con las fundiciones de matriz perlítica se puede conseguir mejoras muy importantes de dureza y de resistencia al desgaste por temple y revenido.
Con el temple aumenta la dureza y luego con el revenido disminuye; esta disminución es tanto más sensible cuanto más elevada sea la temperatura (figura 3.3). En cambio, el efecto del temple sobre la resistencia a la tracción es diferente.
En la misma figura se observa cómo con el temple disminuye la resistencia y luego, en cambio, con el revenido, aumenta.
Se observa que con revenidos a temperaturas inferiores a los 500 °C, aumenta la resistencia a medida que aumenta la temperatura de revenido.
En cambio, a partir de ese punto, las fundiciones se comportan igual que los aceros y la resistencia disminuye al aumentar la temperatura de revenido.
Influencia del temple y revenido en la resistencia a la tracción y en la dureza de las fundiciones grises.

En los resultados influye mucho la templabilidad de cada fundición. Ésta depende en gran parte de los elementos de aleación, debiendo considerarse también el espesor de las piezas y el medio de enfriamiento.
En general, es más fácil que se produzcan grietas o roturas en el temple de las piezas de fundición que en las del acero, puesto que las fundiciones están constituidas por una materia más débil que la de los aceros, debido principalmente a la existencia de láminas de grafito.
Las grietas se producen como consecuencia de las tensiones que se derivan del rápido y desigual enfriamiento que experimentan las distintas partes de las piezas al ser introducidas en el líquido de temple.
Suele ser más conveniente enfriar en aceite que en agua, porque en este último caso la
velocidad de enfriamiento es muy grande, y son muy importantes las diferencias de
temperatura entre diversas zonas de la pieza durante el enfriamiento.
Estas diferencias dan lugar a fuertes tensiones que pueden ocasionar deformaciones y roturas. Pero al templar las fundiciones ordinarias en aceite, se observa que no se alcanzan altas durezas y el temple es imperfecto y por ello es necesario emplear en ocasiones elementos de aleación que mejoren la templabilidad. Los elementos usados con ese fin son el cromo, cobre, níquel y molibdeno.
Endurecimiento superficial de las fundiciones por flameado.
En muchos casos se puede mejorar la resistencia al desgaste de las fundiciones grises endureciendo únicamente su zona periférica. El método más empleado para ello es el flameado o calentamiento superficial con llama.
En ocasiones también, pero con menos frecuencia, se emplea el calentamiento por inducción.
En este proceso la capa exterior de la pieza es calentada a temperaturas superiores a la crítica de transformación por medio de una llama oxi- acetilénica o de gas y oxígeno, y luego se enfría rápidamente el material casi siempre con agua para conseguir la formación de martensita.
Las piezas de fundición después de este tratamiento están constituidas por una capa exterior periférica dura y resistente al desgaste con un corazón blando de fundición gris.
Hay además una capa intermedia situada inmediatamente debajo de la capa dura, la cual experimenta un cierto calentamiento pero no llega a alcanzar la temperatura de temple.
Puede considerarse que esa zona sufre un recocido de ablandamiento.
El flameado es un tratamiento muy interesante para las fundiciones, empleándolo se puede obtener fácilmente una superficie dura, muy resistente al desgaste.
Este tratamiento en ocasiones tiene grandes ventajas debido a que las tensiones producidas por el flameado son menores que las producidas por el temple total, las tensiones producidas en el enfriamiento serán mayores.
Para este tratamiento se recomienda emplear fundiciones perlíticas con contenidos de silicio inferiores a 2 % y porcentajes de manganeso variables de 0,8 a 1 %, ya que este elemento favorece el endurecimiento.

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Normalisieren Wärmebehandlung von Stahl wird durch Erhitzen des Materials über die obere kritische Temperatur Linie durch Luftkühlung auf Raumtemperatur durchgeführt .

Das gleiche gilt für Gussteile verwendet wird, gefälscht oder Stahl gefertigt mit den Bestandteilen und Eigenschaften , die als normal oder im Besitz von seiner Zusammensetzung kann stecken bleiben , kann verwendet werden, um die Normalisierung Bearbeitbarkeit zu verbessern , zu verändern und zu verfeinern dendritische Strukturen Teile werden Schmelzen, Raffinieren des Getreide-und Homogenisierung der Mikrostruktur zur Antwort Operationen nach dem Härten und Überhitzung oder Abkühlung bestimmte Tatsachen in einem schlechten Zustand zu verbessern.

Die normalisierte , ist die Kühlung langsamer als in den Tempel und schneller als Glühen.
Diese Behandlung ist typisch für Kohlenstoffstahl Bau von 0,15% bis 0,60 % Kohlenstoff. engrane_porta_satelites

Der Nettoeffekt der Normierung ist , um eine feinere Perlitstruktur und reichlicher als die durch Tempern erhalten produzieren , was Stahl härter und stärker .

Wie sich der Durchmesser des Stabes erhöht , wird das Kühlen langsam und somit die Streckgrenze und die Dehnung verringern und leicht . Diese Variante ist umso ausgeprägter, je näher zum Kern der Test durchgeführt .

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Normalizing heat treatment of steel is carried out by heating the material above the upper critical temperature line followed by air cooling to room temperature .

The same is used for castings, forged or machined steel getting stuck with the constituents and characteristics that can be considered normal or owned by its composition , normalization may be used to improve machinability , modify and refine dendritic structures parts smelting , refining the grain and homogenize the microstructure to improve response operations after hardening and overheating or cooling certain facts in poor condition.

The normalized the cooling rate is slower than in the temple and faster than annealing.
This treatment is typical for carbon steel construction from 0.15% to 0.60 % carbon. engrane_porta_satelites

The net effect of the normalization is to produce a finer pearlite structure and more plentiful than that obtained by annealing , resulting steel harder and stronger.

As it increases the diameter of the rod , the cooling will be slow and therefore the yield strength and elongation decrease and increase slightly . This variation is more pronounced the closer to the nucleus perform the test.

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La normalisation de traitement thermique de l’acier est réalisée par chauffage de la matière au-dessus du seuil de température critique supérieure suivie de refroidissement à l’air jusqu’à la température ambiante .

La même chose est utilisé pour les pièces moulées en acier forgé ou usiné coincé avec les constituants et les caractéristiques qui peuvent être considérées comme normales ou détenue par sa composition , la normalisation peut être utilisé pour améliorer l’usinabilité , modifier et affiner dendritiques parties de structures fonderie, le raffinage du grain et homogénéiser la microstructure pour améliorer les opérations de réponse après le durcissement et une surchauffe ou un refroidissement de certains faits en mauvais état .

Le normalisée , la vitesse de refroidissement est plus lente que dans le temple et plus rapide que le recuit.
Ce traitement est typique pour la construction en acier au carbone de 0,15% à 0,60 % de carbone.engrane_porta_satelites

L’effet net de la normalisation est de produire une structure de perlite plus fine et plus abondante que celle obtenue par recuit, résultant en acier dur et plus fort .

Comme on augmente le diamètre de la tige , le refroidissement sera lente et donc diminuer la limite d’élasticité et d’allongement et une légère augmentation . Cette variation est plus marqué le plus près du noyau effectuer le test .

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Normalizando o tratamento térmico do aço é realizada por aquecimento do material acima da linha da temperatura crítica superior , seguido por arrefecimento a ar até à temperatura ambiente .

O mesmo é utilizado para a fundição , aço forjado ou usinado ficar preso com os componentes e características que podem ser consideradas normais ou de propriedade de sua composição , a normalização pode ser usado para melhorar a usinabilidade , modificar e aperfeiçoar peças estruturas dendríticas fusão, refinação do grão e homogeneizar a microestrutura para melhorar as operações de resposta após o endurecimento e superaquecimento ou resfriamento certos fatos em mau estado .

O normalizada, a taxa de resfriamento é mais lento do que no templo e mais rápido do que o recozimento .

Este tratamento é típico para construção de aço de carbono de 0,15% a 0,60 % de carbono. engrane_porta_satelites

O efeito líquido da normalização é o de produzir uma estrutura perlítica fina e mais abundante do que o obtido por recozimento , resultante de aço duro e mais forte .

À medida que aumenta o diâmetro da haste, o arrefecimento será lenta e, portanto, a resistência ao escoamento e elongação diminuir e aumentar ligeiramente. Esta variação é mais pronunciada quanto mais próximo do núcleo de realizar o teste .