¿Por qué es necesario el templado después de templar las piezas fundidas de hierro?

El enfriamiento es un proceso de tratamiento térmico ampliamente utilizado en la fabricación de piezas fundidas de hierro. Implica enfriar rápidamente la fundición calentada para lograr propiedades mecánicas específicas, como mayor dureza y resistencia. Sin embargo, el enfriamiento por sí solo a menudo no es suficiente y el templado es un paso posterior crucial. Como proveedor de fundición de hierro, entiendo la importancia del templado después del templado y en este blog profundizaré en las razones detrás de esta necesidad.

Comprender el enfriamiento y sus efectos

Antes de explorar la necesidad de templar, comprendamos brevemente el proceso de enfriamiento. Cuando una fundición de hierro se calienta a una temperatura específica dentro del rango austenítico y luego se enfría rápidamente, la austenita se transforma en martensita. La martensita es una fase muy dura y quebradiza, que es la razón principal por la que se utiliza el temple para aumentar la dureza de las piezas fundidas de hierro.

El rápido enfriamiento durante el templado crea altas tensiones internas dentro de la pieza fundida. Estas tensiones son el resultado del cambio de volumen asociado con la transformación de austenita a martensita. Además, las velocidades de enfriamiento no uniformes en la pieza fundida también pueden contribuir al desarrollo de tensiones internas. Si estas tensiones no se alivian, pueden provocar varios problemas, como grietas, distorsión y ductilidad reducida.

Razones para templar después del enfriamiento

1. Alivio del estrés

Una de las razones más importantes para el templado después del templado es aliviar las tensiones internas generadas durante el proceso de templado. El templado implica calentar la pieza fundida enfriada a una temperatura por debajo del punto crítico inferior del diagrama de fases hierro-carbono y mantenerla a esa temperatura durante un período específico. Durante este proceso, las tensiones internas se alivian gradualmente a medida que los átomos dentro de la estructura cristalina tienen suficiente energía para reorganizarse.

Al reducir las tensiones internas, se minimiza significativamente el riesgo de grietas y deformaciones. Se pueden formar grietas durante el enfriamiento debido a las altas concentraciones de tensión, y estas grietas pueden propagarse con el tiempo, provocando la falla de la fundición. El templado ayuda a prevenir fallas tan catastróficas al hacer que la pieza fundida sea más estable y menos propensa a agrietarse.

2. Mejora de la ductilidad y tenacidad

Como se mencionó anteriormente, el enfriamiento produce la formación de martensita, que es extremadamente dura pero también muy quebradiza. En muchas aplicaciones, se requiere una combinación de dureza y tenacidad. Por ejemplo, en los componentes de automoción, los engranajes deben ser lo suficientemente duros para soportar el desgaste, pero también lo suficientemente resistentes para absorber cargas de impacto sin fracturarse.

El templado permite la descomposición parcial de la martensita en una estructura más dúctil y resistente. La estructura exacta que se forma durante el templado depende de la temperatura y el tiempo de templado. A temperaturas de revenido más bajas, parte de la martensita se descompone en una mezcla de ferrita y cementita, lo que mejora la ductilidad y tenacidad de la pieza fundida manteniendo una dureza relativamente alta. A medida que aumenta la temperatura de templado, aumenta la cantidad de descomposición y la dureza disminuye aún más mientras la ductilidad y la tenacidad continúan mejorando.

3. Control de Dureza

El templado proporciona un medio para controlar la dureza de la pieza fundida templada. Seleccionando cuidadosamente la temperatura y el tiempo de templado, es posible lograr la dureza deseada para una aplicación específica. Por ejemplo, si una pieza fundida necesita tener una alta dureza superficial para resistir el desgaste pero también un núcleo más dúctil para resistir el impacto, se puede utilizar un proceso de templado de dos etapas.

La primera etapa del templado se puede llevar a cabo a una temperatura relativamente baja para aliviar las tensiones internas e iniciar la descomposición de la martensita. La segunda etapa puede realizarse a una temperatura más alta para ajustar aún más la dureza y mejorar las propiedades mecánicas generales. Esta flexibilidad en el control de la dureza hace que el templado sea un paso esencial en el tratamiento térmico de las piezas fundidas de hierro.

Impacto en diferentes tipos de piezas fundidas de hierro

La necesidad de revenir después del enfriamiento es aplicable a varios tipos de piezas fundidas de hierro, incluido el hierro gris, el hierro dúctil y el hierro blanco.

Hierro gris

El hierro gris es conocido por su buena moldeabilidad y capacidad de amortiguación. El enfriamiento del hierro gris puede aumentar su dureza, pero las altas tensiones internas generadas durante el enfriamiento pueden provocar grietas. El templado es necesario para aliviar estas tensiones y mejorar la ductilidad del hierro gris templado. Esto es particularmente importante en aplicaciones donde la fundición está sujeta a cargas dinámicas, como en bloques de motor.

Hierro dúctil

El hierro dúctil tiene mayor ductilidad y tenacidad en comparación con el hierro gris debido a la presencia de nódulos de grafito. El enfriamiento puede aumentar significativamente su resistencia, pero la estructura martensítica resultante es frágil. El templado se utiliza para transformar la martensita en una estructura más dúctil, asegurando que el hierro dúctil conserve su excelente combinación de resistencia y ductilidad. Los componentes de hierro dúctil utilizados en las industrias de la construcción y el transporte a menudo requieren templado después del enfriamiento para cumplir con los requisitos de rendimiento.

Hierro blanco

El hierro blanco es muy duro y resistente al desgaste, pero extremadamente quebradizo. El enfriamiento del hierro blanco puede aumentar aún más su dureza, pero el riesgo de agrietamiento es muy alto. El templado es esencial para reducir las tensiones internas y mejorar la tenacidad de las piezas fundidas de hierro blanco. Las piezas fundidas de hierro blanco utilizadas en aplicaciones de minería y trituración se benefician del templado después del enfriamiento para mejorar su vida útil.

Nuestros servicios como proveedor de fundición de hierro

Como proveedor de piezas fundidas de hierro, entendemos el papel fundamental que desempeña el templado después del templado en la producción de piezas fundidas de hierro de alta calidad. Contamos con instalaciones de tratamiento térmico de última generación que nos permiten controlar con precisión los procesos de templado y revenido. Nuestros técnicos experimentados monitorean de cerca la temperatura, el tiempo y las velocidades de enfriamiento para garantizar que cada pieza fundida cumpla con las propiedades mecánicas requeridas.

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Conclusión

En conclusión, el templado después del templado es un paso necesario en el tratamiento térmico de piezas de fundición de hierro. Ayuda a aliviar las tensiones internas, mejorar la ductilidad y la tenacidad y controlar la dureza de la fundición. Al comprender la importancia del templado, podemos producir piezas de fundición de hierro que sean más confiables y tengan un mejor rendimiento en diversas aplicaciones.

Si necesita piezas fundidas de hierro de alta calidad, lo invitamos a contactarnos para adquisiciones y conversaciones adicionales. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarlo a encontrar las mejores soluciones para sus necesidades específicas.

Referencias

• Manual de ASM Volumen 4: Tratamiento térmico. ASM Internacional.
• Manual de metales Edición de escritorio, tercera edición. ASM Internacional.
• Manual de fundiciones de hierro: propiedades, procesos y aplicaciones. AFS (Sociedad Estadounidense de Fundición).