esferoidizar

La esferoidización es un tratamiento térmico que transforma las estructuras de carburo duras y quebradizas en el acero al carbono en pequeñas partículas redondeadas dispersas por toda la microestructura. Esto cambia drásticamente las propiedades mecánicas: el acero se vuelve más blando, más dúctil y más fácil de mecanizar o trabajar con herramientas manuales, aunque conserva una resistencia razonable. El resultado se llama esferoidita, y es la microestructura más blanda y mecanizable que puede tener un acero de medio o alto carbono.

El proceso comienza con acero que típicamente contiene perlita o cementita, formas con carburos duros, en forma de aguja o de placa dispuestos en capas o redes. La esferoidización calienta el acero a una temperatura justo por debajo del punto crítico inferior (generalmente entre 650 y 700 grados Celsius para la mayoría de los aceros al carbono) y lo mantiene allí durante un tiempo prolongado, a menudo de 10 a 20 horas o más. El calentamiento prolongado permite que los átomos de carbono se difundan, y los carburos lamelares se fragmentan gradualmente y se redondean en esferas aisladas.

Las diferentes velocidades de enfriamiento importan menos para la esferoidización que para otros tratamientos térmicos. Ya sea que el acero se enfríe lentamente en el horno o en aire quieto, las partículas esferoidales permanecen estables. Lo que importa es el tiempo de remojo a temperatura: un calentamiento más prolongado produce esferoides más pequeños y uniformes, lo que produce una maquinabilidad aún mejor. Algunos talleres utilizan un método cíclico, alternando el calentamiento y el enfriamiento alrededor de la temperatura crítica, para acelerar el proceso.

Cuándo y por qué se utiliza

La esferoidización es más común en aceros para herramientas y aceros de medio a alto carbono que se someterán a una conformación en frío, mecanizado o laminado en frío sustanciales después del tratamiento térmico. Una barra de acero perlítico duro es difícil y costosa de mecanizar; el material esferoidizado se mecaniza limpiamente con menos desgaste de la herramienta y un mejor acabado superficial. También se utiliza antes de las operaciones de forjado o estirado en frío, ya que la ductilidad obtenida reduce el riesgo de agrietamiento. Por el contrario, la esferoidización no se utiliza para piezas que requieren una alta dureza en el servicio final; la blandura es una ventaja temporal durante la fabricación, no un estado final deseable.

El nombre proviene directamente de la forma: esferoide, que significa casi esférico. Las partículas de carburo, vistas bajo un microscopio, aparecen como pequeños glóbulos en lugar de las placas largas de perlita o las redes continuas de cementita primaria. Los metalúrgicos a veces llaman a la estructura "globular" o se refieren a las esferas como "partículas de cementita", pero esferoidita y esferoidización son los términos estándar en las industrias siderúrgica y de herramientas en todo el mundo.