Tratamientos terrmicos superficiales.
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Este documento describe diferentes procesos de recubrimiento superficial de aceros, incluyendo la cementación, la carburación y la nitruración. Explica que estos procesos mejoran las propiedades de la capa superficial, como la dureza y la resistencia a la corrosión y desgaste. Luego detalla los métodos de cementación, carburación y nitruración, comparando sus agentes, temperaturas y espesores de capa logrados. Finalmente, menciona que estos procesos suelen combinarse con temple para mejorar aún más las propiedades superficial
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- 1. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS
- 2. Son recubrimientos que se le realizan a los aceros, con el fin de mejorar las propiedades en una capa de un espesor específico.
- 3. Cambio de propiedades superficiales Contra la corrosión Contra la oxidación Aumento de dureza periférica Contra el desgaste Contra el crecimiento de fallas Mayor eficiencia a altas temperaturas
- 4. DESCARBURACIÓN Pérdida de carbono en la superficie. CARBURACIÓN Ganancia de carbono 𝐶(ᵠ) + 𝑪𝑶 𝟐 = 2𝐶𝑂 𝐶(ᵠ) + 𝑯 𝟐 𝑶 = 𝐶𝑂 + 𝐻2 2𝐶𝑂 + 𝑶 𝟐 = +2𝐶𝑂2 𝑪𝑶 + 𝐻2 𝑂 = +𝐶𝑂2 + 𝐻2 CO, 𝑪𝑶 𝟐, 𝑶 𝟐, 𝑯 𝟐 𝑶, SON LOS PRINCIPALES DESCARBURADORES DE LOS ACEROS Ej: 𝑪𝑯 𝟒 = 𝐶(ᵠ)+2𝐻2 En una capa de espesor que depende de la atmósfera ala cual se expone, de la temperatura y del tiempo de exposición
- 5. ABSORCIÓN GASEOSA (Capa de moléculas de gas ) INTEFASE (Absorción química) DIFUSIÓN DE ÁTOMOS (Desde la superficie hacia el interior)
- 6. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS
- 7. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS
- 8. OBJETIVO: Crear una capa superficial rica en carbono para aumentar la dureza. APLICA PARA ACEROS DE 0,25%C MÁXIMO SUPERFICIE ALCANZA HASTA 1,1%C POTENCIAL DE CARBONO: Cantidad de carbono que se desea incorporar AGENTE CEMENTANTE: Medio de donde saco el carbono para cementar Solido Líquido Gaseoso
- 9. SÓLIDA LÍQUIDA GASEOSA AGENTE CEMENTANTE Carbón granulado: coque o carbón mineral Cianuro de potasio KCN Hidrocarburos: Terpeno, benceno, alcoholes, glicoles MEDIO Caja de cementación que incluye alquitran como aglomerante y carbonato de bario y de sodio como catalizadores, en una atmósfera gaseosa activa. Baño de sales: NaCN, BaCN, CaCN, KCl,NaCl y Estroncio. Horno hermético FORMA Ubicar la pieza en el centro de la caja Ubicar pieza en el centro del baño Ubicar pieza dentro del horno TEMPERATURA 810-950°C 900-950°C 950°C
- 10. Agente carburante: carbón granulado Aglomerante: alquitrán y brea Catalizador: carbonato de bario Pieza Caja T bajas: 𝐶 + 𝑶 𝟐 = 𝐶𝑂2 T media: 𝐶𝑂2 + 𝐶 = 2𝐶𝑂 T altas: 𝐶𝑂 = 𝑪 + 𝐶𝑂2 Absorbido por el metal VENTAJAS DESVENTAJAS Se pueden usar muchos tipos de hornos, c/u tiene su propia atmósfera No requiere personal especializado La cementación es selectiva o Método muy contaminante o No tiene control de espesor o No es preciso ni adecuado para aceros de temple directo o Propicia un tamaño de grano grande
- 11. Agente carburante: KCN Pieza Baño de sales: NaCN BaCN CaCN KCl NaCl 2NaCN = 2𝑁𝑎 + 2𝐶 + 𝑁2 Absorbido por el metal 2NaCN = 2𝑁𝑎2 𝐶𝑁2 + 𝐶 2NaCN+𝑂2 = 2𝑁𝑎𝐶𝑁𝑂 4𝑁𝑎𝐶𝑁𝑂 = 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 + 2𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝐶𝑂 + 2𝑁 NaCN+𝐶𝑂2 = 𝑁𝑎𝐶𝑁𝑂 + 𝐶𝑂 CIANATO DE SODIO ESPESOR: 1,4 mm
- 12. Agente carburante: hidrocurburos Pieza Horno hermético 𝐶𝑯 𝟒 + 𝐹𝑒 = 𝐹𝑒(𝑐) +2𝐻2 2𝐶𝑂 + 𝐹𝑒 = 𝐹𝑒(𝑐) + 𝐶𝑂2 𝐶𝑂+𝐹𝑒 + 𝐻2= 𝐹𝑒(𝑐) +2𝐻2 O Absorbido por el metal Mas usado Permite ajustar la cantidad de gas Permite escoger el espesor de la pieza Se mide el potencial de carbono usando láseres y alambres resistores Se acelera el proceso con la adición de gases carburantes Se debe tener cuidado con los gases que son tóxicos, inflamables y explosivos
- 13. CEMENTACIÓN + TEMPLE EN AGUA: Aceros no aleados EN ACEITE: Aceros aleados EN BAÑO DE SALES: Aceros geometrías complejas Con el ánimo de mejorar las propiedades en la superficie, las piezas cementadas se someten a un temple posterior.
- 14. I. CEMENTACIÓN + TEMPLE DIRECTO II. CEMENTACIÓN + TEMPLE ÚNICO SIN AFINAMIENTO DEL NÚCLEO III. CEMENTACIÓN + TEMPLE ÚNICO CON AFINAMIENTO DEL NÚCLEO IV. CEMENTACIÓN + TEMPLE ÚNICO + RECOCIDO INTERMEDIO V. CEMENTACIÓN + TEMPLE DOBLE CON AFINAMIENTO DE GRANO VI. CEMENTACIÓN + TEMPLE DOBLE DESDE T AUSTENIZACIÓN VII. OTROS
- 15. Carburación en caja Agujas bastas de martensita TORNILLOS TUERCAS PERNOS
- 16. Carburación en caja Afino de núcleo ¿Cuanta martensita deseo? Agujas bastas de martensita Solo para aceros de grano fino
- 17. Carburación en caja Recocido intermedio temple <<<distorsión
- 18. Temple de la caja c. Temple del núcleo Cementación en caja Buena relación dureza/tenacidad
- 19. Temple de la caja c. Cementación en caja
- 20. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS
- 21. OBJETIVO: Introducir Nitrógeno atómico en la superficie de la pieza, para aumentar la dureza. Temperatura: 500-570°C
- 23. Formación de capa nitrurada de carburos épsilon (blanca) Espesor de la capa depende de: % ELEMENTOS FORMADORES DE NITRUROS TEMPERATURA DEL TRATAMIENTO TIEMPO CONDICIÓN SUPERFICAIL DEL ACERO
- 24. SÓLIDA CON POLVOS LÍQUIDA GASEOSA MEDIO Cajas selladas: activante - polvo nitrurante - pieza – polvo – activante – polvo – pieza - … Baño de sales fundidas: cianuros y cianatos Horno eléctrico AGENTE NITRURANTE Polvos nitrurantes 2NaCN+O2= 2NaCNO 2NH3=2N+3H2 TIEMPO 12 Horas 12 Horas TEMPERATURA °C 520-570 510-570 500-550 ESPECIFICACIONES Conserva las dimensiones originales de la pieza Piezas de cualquier forma
- 25. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS
- 26. OBJETIVO: Introducir Nitrógeno y carbono simultáneamente en la superficie de la pieza. Temperatura: 800-900°C CN LÍQUIDA CN GASEOSA MEDIO Baño de cianuro: 16-20% KCNO 45% NaCN ESPESOR LOGRADO 0,075-0,75 mm ESPECIFICACIONES Menor costo
- 27. YENNI NAYID SANTAMARÍA BARAJAS