¿Qué es la normalización?
La normalización es un tratamiento térmico que mejora la tenacidad del acero. Tras calentar la pieza de acero a 30-50 °C por encima de la temperatura Ac3, se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría al aire fuera del horno. La principal característica es que la velocidad de enfriamiento es mayor que en el recocido, pero menor que en el temple. Durante la normalización, los granos cristalinos del acero se refinan gracias a un enfriamiento ligeramente más rápido, lo que permite obtener una resistencia satisfactoria, mejorar significativamente la tenacidad (valor AKV) y reducir la propensión al agrietamiento. Tras la normalización, las propiedades mecánicas generales de algunas placas de acero de baja aleación laminadas en caliente, forjados y fundiciones de acero de baja aleación mejoran notablemente, así como su maquinabilidad.
La normalización tiene los siguientes propósitos y usos:
① Para el acero hipereutectoide, la normalización se utiliza para eliminar la estructura de grano grueso sobrecalentada y la estructura de Widmanstatten de las piezas fundidas, forjadas y soldadas, y la estructura en bandas en los materiales laminados; refinar los granos; y se puede utilizar como tratamiento de precalentamiento antes del temple.
② Para el acero hipereutectoide, la normalización puede eliminar la cementita secundaria reticular y refinar la perlita, lo que no solo mejora las propiedades mecánicas sino que también facilita el recocido de esferoidización posterior.
③ Para placas delgadas de acero de bajo carbono embutidas profundamente, la normalización puede eliminar la cementita libre en el límite del grano para mejorar su rendimiento de embutición profunda.
④ En aceros de bajo carbono y aceros de baja aleación y bajo carbono, la normalización permite obtener estructuras perlíticas más finas, aumentar la dureza a HB140-190, evitar el atascamiento de la cuchilla durante el corte y mejorar la maquinabilidad. En aceros de medio carbono, cuando se pueden emplear tanto la normalización como el recocido, la normalización resulta más económica y práctica.
⑤ Para el acero estructural de carbono medio ordinario, en situaciones en las que no se requieren propiedades mecánicas altas, se puede utilizar la normalización en lugar del temple y el revenido a alta temperatura, lo que no solo es sencillo de operar, sino que también hace que la estructura y el tamaño del acero sean estables.
⑥ La normalización a alta temperatura (150-200 °C por encima de Ac3) puede reducir la segregación de componentes en fundiciones y forjas debido a la alta velocidad de difusión a altas temperaturas. Los granos gruesos resultantes de la normalización a alta temperatura pueden refinarse mediante una segunda normalización a menor temperatura.
⑦ Para algunos aceros de aleación de bajo y medio carbono utilizados en turbinas de vapor y calderas, a menudo se utiliza la normalización para obtener una estructura de bainita y luego un revenido a alta temperatura, que tiene una buena resistencia a la fluencia cuando se utiliza a 400-550 ℃.
⑧ Además de en piezas y productos de acero, la normalización se utiliza ampliamente en el tratamiento térmico de la fundición dúctil para obtener una matriz perlítica y mejorar su resistencia. Dado que la normalización se caracteriza por el enfriamiento al aire, la temperatura ambiente, el método de apilamiento, el flujo de aire y el tamaño de la pieza influyen en la estructura y el rendimiento tras el proceso. La estructura resultante de la normalización también puede utilizarse como método de clasificación para el acero aleado. Generalmente, este se clasifica en acero perlítico, acero bainítico, acero martensítico y acero austenítico según la estructura obtenida tras el enfriamiento al aire de una muestra de 25 mm de diámetro a 900 °C.
¿Qué es el recocido?
El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales en el que el metal se calienta lentamente hasta una temperatura determinada, se mantiene a esa temperatura durante un tiempo suficiente y luego se enfría a una velocidad adecuada. El tratamiento térmico de recocido se divide en recocido completo, recocido incompleto y recocido de alivio de tensiones. Las propiedades mecánicas de los materiales recocidos se pueden comprobar mediante ensayos de tracción o de dureza. Muchos aceros se suministran recocidos. La dureza del acero se puede determinar mediante un durómetro Rockwell para medir la dureza HRB. Para placas, flejes y tubos de acero de paredes delgadas, se puede utilizar un durómetro Rockwell superficial para medir la dureza HRT.
El objetivo del recocido es:
① Mejorar o eliminar diversos defectos estructurales y tensiones residuales causados por el acero en el proceso de fundición, forja, laminación y soldadura para prevenir la deformación y el agrietamiento de las piezas de trabajo.
② Ablandar la pieza de trabajo para el corte.
③ Refinar los granos y mejorar la estructura para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo.
④ Preparar la estructura para el tratamiento térmico final (templado, revenido).
Los procesos de recocido comunes son:
① Recocido completo. Se utiliza para refinar la estructura gruesa y sobrecalentada, con propiedades mecánicas deficientes, del acero de medio y bajo carbono tras la fundición, forja y soldadura. Se calienta la pieza a 30-50 °C por encima de la temperatura a la que toda la ferrita se transforma en austenita, se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría lentamente dentro del horno. Durante el enfriamiento, la austenita se transforma nuevamente, lo que permite obtener una estructura más fina del acero.
② Recocido de esferoidización. Se utiliza para reducir la elevada dureza del acero para herramientas y del acero para rodamientos tras el forjado. Se calienta la pieza a 20-40 °C por encima de la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita, se mantiene caliente y luego se enfría lentamente. Durante el enfriamiento, la cementita laminar de la perlita adquiere una forma esférica, reduciendo así la dureza.
③ Recocido isotérmico. Se utiliza para reducir la elevada dureza de algunos aceros estructurales aleados con alto contenido de níquel y cromo para su mecanizado. Generalmente, se enfría primero a la temperatura más inestable de la austenita a una velocidad relativamente alta y se mantiene caliente durante un tiempo adecuado. La austenita se transforma en troostita o tioglicolato, lo que permite reducir la dureza.
④ Recocido de recristalización. Se utiliza para eliminar el endurecimiento por deformación (aumento de la dureza y disminución de la plasticidad) de alambres y láminas delgadas de metal durante el estirado y laminado en frío. La temperatura de calentamiento suele ser entre 50 y 150 °C inferior a la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita. Solo así se puede eliminar el efecto de endurecimiento por deformación y ablandar el metal.
⑤ Recocido de grafitización. Se utiliza para transformar la fundición con alto contenido de cementita en fundición forjable con buena plasticidad. El proceso consiste en calentar la pieza fundida a unos 950 °C, mantenerla a esa temperatura durante un tiempo determinado y, a continuación, enfriarla adecuadamente para descomponer la cementita y formar grafito floculento.
3. Recocido por difusión. Se utiliza para homogeneizar la composición química de las piezas fundidas de aleación y mejorar su rendimiento. El método consiste en calentar la pieza fundida a la temperatura más alta posible sin que se funda, mantenerla caliente durante un tiempo prolongado y, a continuación, enfriarla lentamente una vez que los distintos elementos de la aleación se hayan difundido y tiendan a distribuirse de manera uniforme.
⑦ Recocido de alivio de tensiones. Se utiliza para eliminar la tensión interna en piezas fundidas y soldadas de acero. En productos de acero, tras el calentamiento, se realiza a una temperatura inferior a 100-200 °C, punto en el que comienza a formarse la austenita, y posteriormente se enfría al aire tras mantener la temperatura, eliminando así la tensión interna.
Fecha de publicación: 11 de junio de 2024