7 TEMA ACEROS TRATAMIENTOS - Jose Óscar Corimanya

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PROCESO 
INDUSTRIALES II
INGENIERIA INDUSTRIAL
MATERIALES DE INGENIERIA
MGTR.ING. NICOLÁS F. ORTIZ VARGAS
TRATAMIENTOS METALES
CONTENIDO
• Tratamientos térmicos de los aceros
• • Fases de los aceros 
• • Tratamientos térmicos 
• • Tratamientos termoquímicos 
• • Casos de aplicación. Uso de catálogo de aceros
CAPACIDADES
Esquematizar Conocer los diferentes tratamientos de los 
metales 
TRATAMIENTOS TERMICOS
• video: 9:39 min
• Tratamiento térmico de metales – temple
• https://www.youtube.com/watch?v=Yi4P_7WTeMQ
MGTR.ING. NICOLÁS F. ORTIZ VARGAS
https://www.youtube.com/watch?v=Yi4P_7WTeMQ
Conocimiento previos
Conocimiento previos
Austenita: hierro gamma
La austenita, también conocida como gamma 
hierro (γ) es una forma de ordenamiento 
específico de los átomos de hierro y carbono.
Está formado por una disolución sólida del 
carbono en hierro, lo que supone un porcentaje 
máximo de C del 2,11% (este valor debe tomarse 
como referencia, ya que el porcentaje real varía 
en función de otros elementos de aleación 
presentes en el acero). 
La austenita es dúctil, blanda y tenaz.
La estructura cristalina de la austenita es del tipo 
cúbica, de caras centradas, en donde se diluyen 
en solución sólida los átomos de carbono en los 
intersticios, hasta un máximo tal como lo muestra 
el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite 
una mejor difusión con el carbono, acelerando así 
el proceso de carburación del acero. 
Conocimiento previos
Martensita:HIERRO ALFA
Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una 
solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y 
se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado 
auténtico a altas temperaturas.
El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 
1% de carbono, sus propiedades físicas varían con su contenido en 
carbono hasta un máximo de 0.7%C.
Los aceros templados suelen quedar demasiado duros y frágiles, 
inconveniente que se corrige por medio del revenido que consiste en 
calentar el acero a una temperatura inferior a la crítica inferior (727°C), 
dependiendo de la dureza que se desee obtener, enfriándolo luego al aire 
o en cualquier medio.
Conocimiento previos
La perlita es la microestructura formada por capas o láminas alternas de las 
dos fases (ferrita y cementita) durante el enfriamiento lento de 
un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la 
apariencia de una perla al observarse microscópicamente.
Ferrita
En metalurgia, la ferrita o hierro-α (alfa) es una de las estructuras 
cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el 
cuerpo (BCC) y tiene propiedades magnéticas. 
Se emplea en la fabricación de imanes permanentes aleados 
con cobalto y bario, en núcleos de inductancias y transformadores 
con níquel, zinc o manganeso.
La cementita o carburo de hierro es un constituyente de los aceros y otras aleaciones férreas, 
como las fundiciones blancas.
La cementita contiene un 6,67% de carbono, y es un compuesto intermetálico de inserción.
Si bien la composición química de la cementita es Fe3C, la estructura cristalina es del tipo 
ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda.
PROBLEMA
• ¿Cómo se realizan los tratamientos térmicos?
Clasificación de los Tratamientos
Clasificación de los Tratamientos
TRATAMIENTOS
Los tratamientos son procesos que se someten a 
los materiales ( como metales y aleaciones) para 
modificar su estructura y constitución ( como los 
tratamientos térmicos) , para mejorar las propiedades 
mecánicas y otros procesos que cambian su 
composición de manera superficial ( como los 
termoquímicos: cementación, cianuración , etc. ) y los 
tratamientos mecánicos que es por deformación. Y 
otros tratamientos superficiales ( metalización, 
cromados, etc. )
CLASES DE TRATAMIENTOS 
Los tratamientos térmicos hace referencia a las 
operaciones que se realizan con el acero y el 
metal, con la intención de calentarlo o enfriarlo en 
condiciones totalmente bajo control (de temperatura, 
tiempo, presión o velocidad) para lograr mejorar sus 
propiedades mecánicas.
Concretamente, se suelen utilizar los tratamientos 
térmicos para mejorar la dureza, la resistencia y la 
elasticidad de un acero.
.
TRATAMIENTOSTÉRMICOS
El Tratamiento Térmico involucra varios procesos de 
calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios 
estructurales en un material, los cuales modifican sus 
propiedades mecánicas. 
El objetivo de los tratamientos térmicos es proporcionar 
a los materiales unas propiedades específicas adecuadas 
para su conformación o uso final.
No modifican la composición química de los materiales, 
pero si otros factores tales como los constituyentes 
estructurales y la granulometría, y como consecuencia 
las propiedades mecánicas.
TRATAMIENTOSTÉRMICOS
Se pueden realizar Tratamientos Térmicos sobre una 
parte ó la totalidad de la pieza en uno ó varios pasos de la 
secuencia de manufactura. 
En algunos casos, el tratamiento se aplica antes del 
proceso de formado (recocido para ablandar el metal y 
ayudar a formarlo mas fácilmente mientras se encuentra 
caliente). 
En otros casos, se usa para aliviar los efectos del 
endurecimiento por deformación.
Finalmente, se puede realizar al final de la secuencia de 
manufactura para lograr resistencia y dureza. 
.
TRATAMIENTOSTÉRMICOS
A pesar de que la aplicación más común de este tipo de 
tratamiento es sobre acero, también se puede utilizar sobre 
muchos otros materiales como el aluminio.
Además, no solamente existe un tipo de tratamiento, sino 
que podrás encontrar una gran variedad de esta forma de 
trabajar:
TRATAMIENTOSTÉRMICOS
Un tratamiento térmico consta de tres etapas que se 
presentan a continuación: 
• Calentamiento hasta la temperatura fijada: La elevación 
de temperatura debe ser uniforme en la pieza.
• Permanencia a la temperatura fijada: Su fin es la 
completa transformación del constituyente estructural de 
partida. Puede considerarse suficiente una permanencia de unos 2 minutos por 
milímetro de espesor.
• Enfriamiento: Este enfriamiento tiene que ser 
rigurosamente controlado en función del tipo de tratamiento 
que se realice. 
Etapas del tratamiento térmico
Existen varios tipos de Tratamientos Térmicos, pero en 
ésta práctica solo se trabajarán tres de estos: 
Recocido, Temple y Revenido. 
A continuación se presentan las principales características 
de cada uno de estos tipos de Tratamientos Térmicos: 
TIPOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS 
Es un tratamiento térmico que 
normalmente consiste en calentar un 
material metálico a temperatura elevada 
durante largo tiempo, con objeto de bajar la 
densidad de dislocaciones y, de esta 
manera, impartir ductilidad. 
RECOCIDO
El Recocido se realiza principalmente para:
• Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas 
deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad.
• Recristalizar los metales trabajados en frío.
• Para aliviar los esfuerzos residuales. 
Se debe tener en cuenta que el Recocido no proporciona generalmente las 
características más adecuadas para la utilización del acero. 
Por lo general, al material se le realiza un tratamiento posterior con el objetivo de 
obtener las características óptimas deseadas.
RECOCIDO
El proceso consiste en calentar al acero por arriba de su temperatura crítica y 
dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto en ceniza, cal, asbesto 
.
Básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenización (800-
925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar 
la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.
El acero, al ponerlo al rojo vivo y enfriarlo con mucha lentitud ( algunas 
horas ) “ se recuece” , con lo cual el acero más duro se vuelvetenaz y 
puede trabajarse con las herramientas de forja.
El objeto del recocido es destruir estados anormales de los metales y 
aleaciones, que endurecen el material. Y con el recocido se ablandan.
El Temple es un tratamiento térmico que 
tiene por objetivo aumentar la dureza y 
resistencia mecánica del material,
transformando toda la masa en Austenita
con el calentamiento y después, por medio 
de un enfriamiento brusco (con aceites, agua 
o salmuera), se convierte en Martensita, 
que es el constituyente duro típico de los 
aceros templados. 
TEMPLE
En el temple, es muy importante la fase de enfriamiento y la velocidad alta del 
mismo, además, la temperatura para el calentamiento óptimo debe ser siempre 
superior a la crítica para poder obtener de esta forma la Martensita. 
Existen varios tipos de Temple, clasificados en función del resultado que se 
quiera obtener y en función de la propiedad que presentan casi todos los aceros, 
llamada Templabilidad (capacidad a la penetración del temple), que a su vez 
depende, fundamentalmente, del diámetro o espesor de la pieza y de la 
calidad del acero. 
TEMPLE
Consiste en el calentamiento de algunas aleaciones ,principalmente el 
acero, seguido de un enfriamiento muy rápido, para impedir la 
transformación normal del constituyente obtenido en el calentamiento.
El objetivo del temple es fundamentalmente, aumentar la dureza y 
resistencia mecánica.
El endurecimiento conseguido con el temple puede compararse al obtenido con la 
deformación en frío.
Calentamiento y enfriamiento brusco. Con el temple el acero se vuelve 
más duro y quebradizo.
Tratamiento térmico revenido: Esta operación 
sólo se realiza sobre materiales que hayan sido 
templados previamente. De esta forma, se reduce 
la dureza de los aceros templados y se mejora la 
tenacidad.
REVENIDO
El Revenido es un tratamiento complementario del Temple, que 
generalmente prosigue a éste. 
Después del Temple, los aceros suelen quedar demasiados duros y 
frágiles para los usos a los cuales están destinados. 
Lo anterior se puede corregir con el proceso de Revenido, que disminuye la 
dureza y la fragilidad excesiva, sin perder demasiada tenacidad. 
Escuela Colombiana de Ingeniería. Laboratorio de Producción. 
“Julio Garavito” 
REVENIDO
Consiste en calentar de nuevo el acero templado a 
temperaturas inferiores al rojo. 
Tiene por objeto aumentar las resistencia y tenacidad y 
destruir las tensiones internas producidas por el 
temple, con lo cual se consigue una disminución de la 
fragilidad.
Las temperaturas de revenido se reconocen por los 
colores de revenido.
REVENIDO
Por ejemplo, se han 
utilizado estos 
tratamientos 
térmicos para la 
fabricación del acero 
de Damasco (Siglo 
X a.C.) y de las 
espadas de los 
samurais japoneses 
(Siglo XII d.C.). 
Es posible obtener una dispersión excepcionalmente fina de Fe3C 
(conocida como martensita revenida) si primero se templa la austerita 
para producir martensita, y después se realiza el revenido.
Durante el revenido, se forma una mezcla íntima de ferrita y cementita a 
partir de la martensita. El tratamiento de revenido controla las 
propiedades físicas del acero. (Ver Figura No. 1).
Figura 1. Efecto de la temperatura de revenido sobre las propiedades mecánicas de 
un acero SAE 1050
REVENIDO
Figura 1. Efecto de la temperatura de revenido sobre las propiedades mecánicas de 
un acero SAE 1050
Este tratamiento térmico consiste en calentar el acero, (después de haberle realizado un 
Temple o un Normalizado) a una temperatura inferior al punto critico (o temperatura de 
recristalización), seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se 
pretende resultados altos en tenacidad, o lentos, cuando se pretende reducir al máximo las 
tensiones térmicas que pueden generar deformaciones. 
Es muy importante 
aclarar que con la 
realización del 
proceso de 
Revenido no se 
eliminan los 
efectos del Temple, 
solo se modifican, 
ya que se consigue 
disminuir la dureza 
y tensiones 
internas para 
lograr de ésta 
manera aumentar 
la tenacidad. 
Diagrama TTT (Tiempo-Temperatura-Transformación). 
REVENIDO
Tratamiento térmico normalizado: Esta operación se 
realiza para dejar un material con la apariencia normal: si 
ausencia de tensiones internas y con una distribución 
uniforme del carbono. Normalmente se utiliza como paso 
previo al temple.
NORMALIZADO
https://www.templesindustrialesalcala.es/tratamientos-termicos/
NORMALIZADO
https://www.templesindustrialesalcala.es/tratamientos-termicos/
Mediante este tratamiento se producen cambios, en la 
composición química del acero. 
Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que 
envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. 
Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la 
zona periférica, obteniéndose después, por medio de 
temples y revenidos, una gran dureza superficial, 
resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. 
Los tres métodos de cementación más comunes son: 
empacado para carburación, baño líquido y gas.
TRATAMIENTOSTÉRMICOS QUÍMICOS
TRATAMIENTOSTÉRMICOS QUÍMICOS: CEMENTACIÓN 
El hierro dulce se puede endurecer poniéndolo al rojo 
con polvo de carbón, o con sustancias que se 
carbonizan ( ferrocianuro potásico).
Cuando se aplica a piezas de gran tamaño solo se 
realizan de forma superficial.
El acero al carbono para herramientas se puede 
endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, 
La operación se realiza entre 850 º C a 950 ºC. para 
el acero en estado austenítico y el hierro.
CEMENTANTES SÓLIDOS
Este procedimiento consiste en meter al material de 
acero con bajo contenido carbónico en una caja cerrada 
con material carbonoso ( carbón vegetal) y calentarlo 
hasta 900 a 927 ° C durante 4 a 6 horas. Se usa hasta 
0,6% de carbono
En este tiempo el carbón que se encuentra en la caja penetra a la 
superficie de la pieza a endurecer. 
Entre más tiempo se deje a la pieza en la caja con carbón 
de mayor profundidad será la capa dura.
Una vez caliente la pieza a endurecer a la temperatura 
adecuada se enfría rápidamente en agua o salmuera. 
Para evitar deformaciones y disminuir la tensión superficial se 
recomienda dejar enfriar la pieza en la caja para posteriormente 
sacarla y volverla a calentar entre 760 y 815 ° C (rojo cereza) y 
proceder al enfriamiento por inmersión. La capa endurecida 
VIDEO: 13:36 min
tratamientos térmicos - UNIVERSIDAD DE ATACAMA
https://www.youtube.com/watch?v=WhlliuB9vX0
ELABORAR UN MAPA MENTAL ( INDIVIDUAL Y 
GRUPAL=
TRATAMIENTOSTÉRMICOS:
Procedimental 
https://www.youtube.com/watch?v=WhlliuB9vX0
Procedimiento semana6
• Grupal: ALEACIONES 
• Elaborar un ppt del video Y OTROS
• https://www.youtube.com/watch?v=jUm1S0d1nAA
• Max. 12 diapositivas, LO MAS RELEVANTE PARA ING. 
INDUSTRIAL
• Exposición
TAREA GRUPAL: ELABORAR UN PPT – ENTREGA SEMANA 8
ESCOGER UN METAL : -MAX.20 DIAPOSITIVAS 
CARATULA 
INRODUCCIÓN
1 PRODUCCIÓN: PERÚ
2. OBTENCIÓN
3.PRINCIPLES ALEACIONES
4.APLICACIONES
https://www.youtube.com/watch?v=jUm1S0d1nAA
Bibliografía:
• William F Smith (2004) Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales. Editorial Mc Graw Hill 3a
Mexico
•
• Askeland, Donald R. y Phule PP, (2006) La Ciencia E Ingeniería De Los Materiales, 4 ª Edición, Editorial: 
Cengage
•
• Esteban Lasheras Tecnología de los materiales Industriales, 3 ra Edic cedel Barcelona
• Perry, Roberth (2001) Manual del Ingeniero Químico-México-Mc Graw Hill. 7ma edición.
• Chang ,Raymond (1999 )QUÍMICA .Mc Graw-Hill 6a. ed. México.
• Almanaque Mundial 2012
• http://proton.ucting.udg.mx/~mxgroove/Acero.htm
• https://escuelaing.s3.amazonaws.com/staging/documents/1537_tratamientostermicosr2.p
df?AWSAccessKeyId=AKIAWFY3NGTFBJGCIWME&Signature=Yi4ZlJzQ3DbdFoaNWP%2BeeS
NOcrE%3D&Expires=1623689016
http://www.ehowenespanol.com/clasificaciones-astm-sociedad-americana-testeo-materiales-acero-info_74295/
MGTR.ING. NICOLÁS F. ORTIZ VARGAS
http://proton.ucting.udg.mx/~mxgroove/Acero.htm
https://escuelaing.s3.amazonaws.com/staging/documents/1537_tratamientostermicosr2.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAWFY3NGTFBJGCIWME&Signature=Yi4ZlJzQ3DbdFoaNWP%2BeeSNOcrE%3D&Expires=1623689016
http://www.ehowenespanol.com/clasificaciones-astm-sociedad-americana-testeo-materiales-acero-info_74295/
¡Gracias!
MGTR . ING. NICOLÁS F. ORTIZ VARGAS