TRATAMIENTOS TÉRMICOS 1625 DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA. 6o. NÚMERO DE HORAS/SEMANA Teoría 3 Práctica 3 CRÉDITOS 9

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1 TRATAMIENTOS TÉRMICOS 1625 DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA UBICACIÓN SEMESTRE 6o. TIPO DE ASIGNATURA; TEÓRICO-PRÁCTICA NÚMERO DE HORAS/SEMANA Teoría 3 Práctica 3 CRÉDITOS 9 INTRODUCCIÓN. La materia de Tratamientos Térmicos en un curso de aplicación de conocimientos fundamentales de termodinámica cinética y Metalurgia Física a la obtención de propiedades deseadas en un material determinado. Esto se logrará mediante la revisión de las operaciones de los tratamientos térmicos y termoquímicos, implicando con ello una discusión de los parámetros metalúrgicos que afectan la obtención de propiedades particulares mediante el control de la microestructura y el cambio de la composición química del material. Objetivos Generales de Aprendizaje. Al finalizar el curso, los alumnos: Aplicarán los principios de Metalurgia Física de transformaciones de fase a metales y aleaciones para controlar sus propiedades mecánicas. Analizarán los fundamentos, metodología, fuentes de error y aplicación de cada uno de los tratamientos térmicos y termoquímicos. Usarán los conceptos fundamentales de transferencia a los procesos termoquímicos.

2 UNIDAD 1.- PRINCIPIOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS. 3 h. Controlarán los parámetros fundamentales, tales como la temperatura y el tiempo de tratamiento en la transformación de fase mediante el manejo adecuado de los diagramas cinéticos de transformación para la obtención de propiedades deseadas en un material metálico. Generalidades. Definición. Etapas del tratamiento Térmico. Clasificación. La transferencia de calor en los tratamientos térmicos. Diagramas TTT y CCT. Estudio y aplicación mediante diagramas TTT y CCT de las variables tiempo, temperatura y transformación en los procesos de calentamiento, permanencia a la temperatura de tratamiento y enfriamiento durante una transformación isotérmica y una transformación continua. UNIDAD 2.- EFECTO DE LOS ELEMENTOS ALEANTES SOBRE EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE ALEACIONES FERROSAS. 12 h. Comprenderán como los tratamientos térmicos de aleaciones ferrosas se ven afectados por los elementos de aleación. Racionalizarán la cinética de transformación en el tratamiento térmico de este tipo de materiales; y establecerán el control de las propiedades mecánicas de componentes ferrosos al seleccionar el tratamiento térmico adecuado. Clasificación de los elementos de aleación de acuerdo a su capacidad para estabilizar fases. Principios de distribución de los elementos aleantes y aceros. Efecto de los elementos: Cr, Mo, Nb, V, Ti, Zr, Ta, W, Mn, Ni, etc. en aleaciones Fs-C en el tratamiento térmico. Tratamiento térmico de aleaciones multicomponentes. Uso del diagrama de Schseffier. Endurecimiento por solución sólida. Efecto en la respuesta al calentamiento: Formación de austenita, concentración y velocidad de disolucion de carburos, tamaño de grano. Efecto en la respuesta al enfriamiento desde la temperatura de endurecimiento: Efecto en el desplazamiento y forma de las curvas de transformación matemática, austenita retenida. Influencia de los gases disueltos: Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno en el tratamiento Térmico.

3 UNIDAD 3.- T E M P L A B I L I D A D. 6 h. Comprenderán la importancia que tiene el concepto de templabilidad en el tratamiento térmico de los aceros. Generalidades. Definición. Importancia de la templabilidad en el endurecimiento, determinación por métodos experimentales. Diámetro crítico (oral, ideal): Definición, determinación por los métodos de Grossman,Moser, Legat, Jakczck, Just. Curvas de templabilidad. Ensayo Jominy. Aplicación práctica de las curvas Jominy. Curvas Jominy- Lamount. UNIDAD 4.-GENERACIÓN Y CONTROL DE ATMÓSFERA PARA TRATAMIENTO TÉRMICO. 6 h. Manejarán los conceptos temodinámicos, cinéticos y de Metalurgia Física para la generación de una atmósfera adecuada para realizar un tratamiento térmico específico. Importancia del medio durante el tratamiento térmico. Termodinámica y cinética de problemas típicos: oxidación, descarburización, otros. Termodinámica de la generación de atmósferas. Análisis metalúrgico de los siguientes medios: Muflas, Baños de sales fundidas, atmósferas gaseosas: exotérmicas, endotérmicas, inertes. Vacío. Plasma. UNIDAD 5.- TRATAMIENTO TÉRMICO DE ALEACIONES FERROSAS. 9 h. Comprenderán y aplicarán cada una de las diferentes operaciones de los tratamientos térmicos. Recocido: Definición, clasificación y aplicabilidad (de regeneración, subcríticos, globulares, doble recocido). Normalizado: Definición y aplicabilidad. Endurecimiento: Definición, temperatura y tiempo de tratamiento. Métodos de enfriamiento para endurecer. Aplicabilidad, ventajas y desventajas de: Temple directo, tratamientos isotérmicos, endurecimiento por precipitación, por inducción y a la flama. Revenido. Definición,

4 clasificación y aplicabilidad. Parámetro de revenido. Curvas maestras de revenido. Endurecimiento secundario. Doble revenido. Fragilidad induce durante el revenido. Austenita retenida: Definición, ventajas y desventajas. Estabilidad de la austenita retenida y su transformación mecánica. Tratamiento subcero. Esfuerzos residuales. UNIDAD 6.- TRATAMIENTO TÉRMICO DE ALEACIONES NO FERROSAS. 3 h. Aplicarán los conceptos fundamentales del tratamiento térmico a aleaciones no ferrosas para la obtención de determinadas propiedades del material. Aplicación de los principales tratamientos térmicos a las aleaciones de Aluminio, Cobre, Zinc, etc. UNIDAD 7.- T R A T A M I E N T O S T E R M O Q U Í M I C O S. 6 h. Analizarán los fundamentos fisicoquímicos y de transferencia de Masa que regulan a estos procesos y entenderán su aplicabilidad. Definición y clasificación de los tratamientos termoquímicos. Análisis de un caso especial (carburizado, nitrurado, carbonitrurado, nitrocarburado, Boronizado. Vanadizado, etc). Teoría del tratamiento. Aplicación de datos termodinámicos para el control de atmósferas. Aplicación de la teoría de difusión (transferencia de masa). Hornos y equipo. Control del proceso. Aplicabilidad. UNIDAD 8.- T R A T A M I E N T O S T E R M O M E C Á N I C O S. 3 h. Entenderán la correlación existente entre la teoría de nucleación y crecimiento con el deformado mecánico de los materiales, y la influencia de la temperatura y el efecto de los elementos aleantes en dicha correlación.

5 Tratamiento de recristalización dinámica y/o controlada. Efecto de los elementos aleantes en los tratamientos termomecánicos. Aceros al Nb y V, alta resistencia, baja aleación (HSLA). BIBLIOGRAFÍA. THELING, k.e "Steel and its Heat Treatment; Bofors Hanbook" Ed. Butterworths, PICKERING, F.B. "Physical Metallurgy and the Design of Seels", Ed. Applied Science Publishes Lts Materials Science Series, London, England. ROBERTS, G. and GARY, R. "Tool Steels". Ed. American Society for Metals. 4a. edición, 1980, U.S.A. APRAIZ BARRERO, J. "Tratamiento Térmico de los Aceros". Ed. Dossat, 5a. edición, 1982, Madrid, España. BAIN, PAXTON. "Alloying Elements i Steel" Ed. American Society for Metals; 1966, U.S.A. ASN, "Carburizing and Carbonitriding". E. American Society Metals, 1977, U.S.A. ASM. "Metals Handbook", VOL. 2 Ed. American Society for Metals, 8a. edición, 1980, U.S.A. ASM & ESC. "Atlas of continuous Cooling Transformation Diagrams for Engineering Steels". Ed. American Society for Steels and British Steel Corporation, METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA. El curso se desarrollará mediante exposición oral con preguntas; apoyada con material audiovisual; ocasionalmente se emplearán otras técnicas como: Investigación bibliográfica, discusión en grupos. Se recomienda efectuar visitas industriales. EVALUACIÓN. En la evaluación influirán los siguientes factores: Exámenes, tareas, trabajos de investigación, participación en clase, asistencia a las visitas industriales y la calificación de laboratorio, que estará formado por el interés y las habilidades para la realización de las prácticas, el contenido de los reportes de prácticas y posibles exámenes realizables. La calificación del laboratorio aportará un 33% de la calificación final. REQUISITOS PARA LLEVAR EL CURSO. Transferencia de fase.