El revenido es un proceso de tratamiento térmico que garantiza el rendimiento de diversos componentes de acero. Se aplica a componentes de motores de automóviles y piezas estructurales de maquinaria de construcción a gran escala. Por ejemplo, los engranajes de transmisión de automóviles pueden transmitir potencia con precisión, garantizando así el buen funcionamiento de la caja de cambios tras el temple y revenido. Este artículo abordará los fundamentos del revenido.
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El temple es un tratamiento térmico Proceso que consiste en calentar una pieza endurecida a una temperatura específica inferior al punto Ac1, mantenerla durante un tiempo determinado y luego enfriarla a temperatura ambiente. El revenido permite que la pieza alcance las propiedades de servicio requeridas.
El acero rara vez se utiliza inmediatamente después del temple, ya que la microestructura resultante consiste en martensita y austenita retenida, acompañada de importantes tensiones internas. Si bien la martensita posee alta resistencia y dureza, presenta baja plasticidad y alta fragilidad, lo que hace que el componente sea susceptible a deformaciones y grietas bajo tensiones internas. Además, la estructura templada es inestable y puede descomponerse lentamente a temperatura ambiente, causando cambios de volumen y distorsión de la pieza. Por lo tanto, las piezas templadas deben revenirse antes de su puesta en servicio.
Función del templado
Los propósitos del temple son:
Reducción del estrés interno
Los materiales metálicos templados contienen tensiones internas considerables que pueden provocar la deformación de las piezas o incluso su agrietamiento. El revenido proporciona un método eficaz para liberar y equilibrar estas tensiones internas.
Por ejemplo, en moldes y matrices de gran tamaño templados, si las tensiones internas no se alivian rápidamente tras el temple, el molde puede sufrir deformaciones severas durante el uso, lo que compromete la precisión y la calidad del producto. El revenido asegura una distribución más uniforme de las tensiones dentro del molde, garantizando así su estabilidad estructural.
Ajuste de dureza
Si bien los materiales metálicos templados poseen una alta dureza, suelen ser excesivamente frágiles, lo que los hace inadecuados para muchas aplicaciones prácticas. El revenido permite ajustar la dureza con precisión a un rango adecuado según los requisitos de la aplicación.
En componentes mecánicos sometidos a cargas de impacto, como martillos o cucharones de excavadoras, el revenido puede reducir moderadamente la dureza a la vez que mejora la tenacidad. Esta mayor tenacidad permite que la pieza resista mejor las fuerzas de impacto durante el funcionamiento sin fracturarse fácilmente.
Estabilización de la microestructura
La microestructura de los materiales metálicos templados se encuentra en un estado metaestable. El revenido permite que la microestructura se transforme en una forma más estable.
En el caso del acero, la estructura de martensita templada se descompone durante el revenido para formar estructuras más estables, como la martensita revenida, la troostita revenida o la sorbita revenida. Estas estructuras presentan excelentes propiedades mecánicas integrales, lo que garantiza la estabilidad a largo plazo del rendimiento del material durante un servicio prolongado. Por ejemplo, en la fabricación de cigüeñales de motores de automóviles, la estructura estable lograda mediante el revenido garantiza el funcionamiento estable y a largo plazo del cigüeñal en condiciones de alta temperatura, alta velocidad y alta carga, evitando la degradación del rendimiento o fallos debidos a la inestabilidad microestructural.
Mejora de la dureza
La tenacidad de un material metálico mide su resistencia a la fractura al ser sometido a impactos o a deformaciones plásticas severas. El revenido mejora significativamente la tenacidad de los materiales metálicos.
Para piezas o componentes de paredes delgadas con geometrías complejas, tenacidad insuficiente después temple Puede provocar fácilmente fallos durante el uso. El templado mejora la tenacidad de estas piezas, permitiéndoles adaptarse mejor a diversas condiciones de trabajo complejas. En componentes aeroespaciales críticos, por ejemplo, se requiere una tenacidad extremadamente alta para garantizar la seguridad del vuelo, lo que convierte el proceso de templado en un paso indispensable en su fabricación.
Tipos de templado
Según la temperatura de revenido, se puede dividir en 3 tipos:
Revenido a baja temperatura (por debajo de 250 °C)
El revenido a baja temperatura produce una microestructura de martensita revenida. El objetivo es reducir las tensiones de temple y la fragilidad. La martensita revenida resultante presenta una alta dureza (típicamente de 58 a 64 HRC), alta resistencia mecánica y excelente resistencia al desgaste. Por lo tanto, el revenido a baja temperatura es especialmente adecuado para componentes que requieren alta dureza y resistencia al desgaste, como herramientas de corte, instrumentos de medición, rodamientos, piezas cementadas y superficies templadas por inducción.
Templado a temperatura media (250°C – 500°C)
El revenido a temperatura media produce una microestructura de troostita revenida. Esto confiere al acero un alto límite elástico, una resistencia y dureza relativamente altas (normalmente de 35 a 50 HRC), así como buena plasticidad y tenacidad. El revenido a temperatura media se utiliza principalmente para diversos componentes elásticos y matrices de trabajo en caliente.
Templado a alta temperatura (500°C – 650°C)
El revenido a alta temperatura produce una microestructura de sorbita revenida. El proceso de tratamiento térmico combinado de temple y revenido a alta temperatura se conoce como temple y revenido, o "acondicionamiento". Tras el acondicionamiento, el acero posee excelentes propiedades mecánicas generales (normalmente una dureza de 220-230 HBS). El revenido a alta temperatura se aplica principalmente a componentes críticos de maquinaria fabricados con acero estructural de medio carbono o baja aleación, como cigüeñales, bielas, pernos, ejes de automóviles, husillos de máquinas herramienta y engranajes.
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Frágil temperamento
Generalmente, al templar el acero, su resistencia y dureza disminuyen, mientras que su plasticidad y tenacidad aumentan al aumentar la temperatura de revenido. Sin embargo, al templar dentro de ciertos rangos de temperatura, la tenacidad al impacto del acero puede disminuir significativamente. Este fenómeno de fragilización, en el que el acero templado se templa dentro de rangos de temperatura específicos o se enfría lentamente a través de estos rangos desde la temperatura de revenido, se denomina fragilidad por revenido. La fragilidad por revenido se divide en Tipo 1 y Tipo 2.
Fragilidad por temple tipo 1
Este tipo es una fragilidad irreversible por revenido. La fragilización ocurre cuando el acero templado se revende a alrededor de 300 °C y se conoce como Tipo 1 o fragilidad irreversible por revenido. Casi todos los aceros presentan este tipo de fragilidad. Se atribuye a la precipitación de carburos discontinuos, similares a capas delgadas, a lo largo de los límites de las láminas o placas de martensita durante el revenido, lo que reduce sustancialmente la resistencia a la fractura de los límites de grano. En consecuencia, las piezas de trabajo generalmente... No templado en el rango de 250°C a 350°C.
Fragilidad por temple tipo 2
Este tipo es una fragilidad reversible por revenido. Afecta a aceros aleados que contienen elementos como Cr, Mn y Ni. Se produce cuando estos aceros se revenen en el rango de temperatura de fragilización de 400 °C a 550 °C, o cuando se enfrían lentamente hasta alcanzar este rango tras un revenido a una temperatura superior. Este tipo se denomina fragilidad reversible por revenido porque puede eliminarse reveniendo por encima de la temperatura de fragilización y enfriando rápidamente. Si el acero se revende posteriormente en el rango de fragilización o se enfría lentamente hasta alcanzar este rango, la fragilidad reaparece.
La causa suele ser la segregación de impurezas como Sb, Sn y P en los límites de grano de la austenita anterior. Elementos de aleación como Ni y Cr promueven esta segregación de impurezas y también se segregan en los propios límites de grano, aumentando así la susceptibilidad a la fragilidad por revenido.
Los métodos de prevención incluyen:
- Minimizar el contenido de elementos impuros en el acero.
- Adición de elementos como el molibdeno (Mo), que puede inhibir la segregación de los límites de grano.
- En el caso de piezas de tamaño pequeño a mediano, este tipo de fragilidad por revenido se puede eliminar mediante un enfriamiento rápido después del revenido.
