En este objeto de aprendizaje se describen los tratamientos de recocido y normalizado, así como las características que modifican al acero.
Tratamientos térmicos y termoquímicos para los aceros
Recocido y normalizado
El recocido y normalizado son dos procesos muy usados en el tratamiento térmico del acero para lograr una dureza uniforme o específica en el material. Son tres las razones para realizar el recocido o el normalizado: eliminar tensiones causadas por algún trabajo en frío, incrementar la plasticidad, ductilidad y tenacidad; y producir una microestructura específica.
En el proceso de recocido y normalizado es importante conocer tres temperaturas críticas del material: la temperatura crítica inferior (también llamada temperatura eutectoide, designada generalmente como A1), la cual indica que por temperaturas debajo de ella la austenita se convierte en ferrita y cementita; la temperatura A3(temperatura crítica para el acero hipoeutectoide), y la temperatura Acm es la temperatura crítica superior. En estas dos últimas prevalece la fase austenita del acero.
Recocido
En el proceso de recocido, el material es llevado hasta una temperatura 30º C por encima del nivel A3 para acero hipoeutectoide y 30º C por encima de A1 para acero hipereutectoide, se mantiene un tiempo así logrando la homogeneización de los cristales, para después dejarlo enfriar hasta la temperatura ambiente en el mismo horno, con este proceso se obtiene una estructura más blanda de perlita-ferrita.
El recocido puede utilizarse para eliminar totalmente el endurecimiento por deformación conseguido por el trabajo en frío; el componente final será blando y dúctil, pero conservará el terminado superficial y una precisión dimensional buena.
También es útil para seguir aplicando trabajo en frío adicional una vez que la ductilidad ha sido restablecida. Combinando ciclos de trabajo en frío y recocido se pueden alcanzar grandes deformaciones totales. El recocido a baja temperatura es útil para eliminar esfuerzos residuales producidos en el trabajo en frío sin afectar las propiedades mecánicas del material.
Normalizado
En el proceso de normalizado, el material es llevado a cerca de 50º C por encima de la temperatura crítica superior Acm. Después de un proceso de austenización, el material es sometido a un enfriamiento en aire a temperatura ambiente, con lo que se logra una estructura más fina y homogénea que en el recocido.
Con el normalizado se puede aumentar la resistencia a la tensión y el esfuerzo de cedencia en valores mucho mayores que con el proceso de recocido, por otro lado la energía de impacto, y el porcentaje de elongación será mayor en el proceso de recocido que en el de normalizado. Por lo que debe considerarse cuál es el método más adecuado a utilizarse según las características que se quieren lograr en el elemento final.
En ambos casos las características del material son transformadas, aunque seguirán dependiendo de la cantidad de carbono que contenga dicho acero. Existen tres etapas por las que el material pasa, tanto en el recocido como en el normalizado:
Recuperación. Un elemento trabajado en frío contiene granos deformados con un gran número de dislocaciones; al calentarse, la energía térmica permite que las dislocaciones se muevan y formen los bordes de una estructura granular.
Recristalización. Ocurre debido a la nucleación y crecimiento de nuevos granos con pocas dislocaciones lo que elimina esfuerzos residuales.
Crecimiento granular. A temperaturas mayores las dos etapas anteriores ocurren muy rápidamente, produciendo una estructura granular recristalizada fina.
En la siguiente figura podemos ver, de manera sintética, el efecto de estos tratamientos en la resistencia a la tensión, la energía de impacto, etcétera.
