Metalls, no metalls i altres materials
4. Modificació de les propietats d'un material
4.1. Tractaments tèrmics dels acers
El ferro pur és un material sense aplicacions constructives, les seves qualitats mecàniques són molt dolentes. L'aliatge de ferro i carboni, l'acer, és un dels materials més usat en la indústria. És per aquesta raó per la qual estudiarem els tractaments tèrmics referits a l'acer.
Tractament tèrmic:
Procés realitzat sobre diferents metalls o altres sòlids, que consisteix bàsicament, en escalfar-los i posteriorment refredar-los.
Depenent de la temperatura a què s'escalfen i la velocitat a la qual es refreden, s'aconsegueix modificar l'estructura cristal·lina, per tant, les variables que controlem són la temperatura i el temps.
És important tenir clar que en aquests processos no es modifica la constitució química dels materials.
La finalitat d'aquest procés és millorar les propietats mecàniques del material, sobretot, la duresa, la resistència, la tenacitat i la maquinabilitat.
Existeixen fonamentalment quatre tractaments tèrmics:
- tremp
- reveniment
- recuit
- normalitzat
 |
Tremp
Tractament tèrmic al qual se sotmet a peces ja conformades d'acer per augmentar la seva duresa, resistència a esforços i tenacitat.
El tractament tèrmic del temperat consisteix a escalfar fins a una temperatura superior a la de austenització (formació de la austenita), seguit d'un refredament prou ràpid per obtenir una estructura martensítica. D'aquesta manera, s'obté un material molt dur i resistent mecànicament. Per regla general, la forma de realitzar el refredament consisteix a submergir la peça en aigua, oli o aire fred controlant en tot moment la temperatura del fluid. Per aconseguir un millor tremp s'agita el fluid refrigerant.
En les peces obtingudes mitjançant el procés de tremp apareixen esquerdes degudes a les tensions internes a la qual s'ha sotmès el material. Per evitar aquest defecte és necessari aplicar un tractament tèrmic posterior anomenat revingut.
El revingut, és un tractament tèrmic que consisteix a escalfar l'acer temperat fins a temperatures per sota de la austenització (formació de l'austenita o punt eutèctic), mantenint la temperatura el temps necessari, per després refredar a la velocitat adequada.
El seu objectiu és eliminar les tensions internes i estabilitzar l'estructura i augmentar la plasticitat. Permet que, en els diversos volums, les deformacions elàstiques esdevinguin plàstiques, disminuint la tensió.
Recuit
Tractament tèrmic que consisteix a escalfar la peça fins a una temperatura donada. Posteriorment l'acer és sotmès a un procés de refredament lent a l'interior del forn apagat. D'aquesta manera, s'obtenen estructures d'equilibri. Són generalment tractaments inicials mitjançant els quals es estova l'acer.
S'anomena normalitzat per que s'entén que amb aquest tractament els acers obtenen les seves propietats normals.
Consisteix en un escalfament de l'acer, 50 graus per sobre de la temperatura de austenització, seguit d'un refredament a l'aire. La velocitat de refredament no pot ser elevada evitant la formació de martensita i conferint a l'acer una estructura perlítica i ferrita o cementita de gra fi.
Objectius del normalitzat.
Mitjançant aquest procés s'aconsegueix:
- Esmenar defectes de les operacions anteriors de l'elaboració en calent (colada, forja, laminació, ...) eliminant les possibles tensions internes.
- Preparar l'estructura per a les operacions tecnològiques següents (per exemple mecanitzat o tremp). S'aconsegueix que l'estructura interna de l'acer sigui més uniforme i augmentant la tenacitat.
El normalitzat s'utilitza com a tractament previ al tremp i al revingut, encara que en ocasions pot ser un tractament tèrmic final.