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Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de materiales de aleaciones de metales y enfriamiento, bajo condiciones bruscas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, alineación de los metales o las aleaciones en estado sólido o líquido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero, el vidrio y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos y maderas.
Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin la composición química, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.
Entre estas características están:
Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particular de los aceros, residen en la composición química de la aleación que los forma y el tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Los tratamientos térmicos modifican la estructura cristalina que forman a los aceros, sin variar la composición química de los mismos.
Esta propiedad debe tener diferentes estructuras de grano con la misma composición química, se llama alotropía y es la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamente, el polimorfismo es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas (véase redes de Bravais), con una única composición química. El diamante y el grafito son polimorfismos del carbono. La α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita son polimorfismos del hierro. En un elemento químico puro, esta propiedad se denomina alotropía.
Por lo tanto, las diferentes estructuras de grano pueden modificarse, con lo cual se obtienen aceros con nuevas propiedades mecánicas, pero siempre manteniendo la composición química. Estas propiedades varían de acuerdo con el tratamiento que se le dé al acero, dependiendo de la temperatura hasta la cual se lo caliente y de cómo se enfría el mismo. La forma que tendrá el grano y los microconstituyentes que compondrán el acero, sabiendo la composición química del mismo (esto es, porcentaje de carbono y de hierro (Fe3)) y la temperatura a la que se encuentra se puede observar en el diagrama hierro-carbono.
A continuación y a modo de ejemplo, se adjunta una figura que muestra cómo varía el grano a medida que el acero se calienta primero y luego se enfría. Los microconstituyentes a los que antes se hizo referencia son, en este caso, la perlita, la austenita y la ferrita.
En la figura que se adjunta a continuación se puede ver con mayor claridad cómo varía el grano del latón de acuerdo con la variación de temperatura en un tratamiento térmico.
Esto será posible si se lleva a cabo el control del tratamiento térmico, para comprobar si el proceso cumple con todos los requisitos técnicos que se requieren en el control de calidad. Este control se realiza en todas las etapas de la producción, teniendo en cuenta el control de calidad de los materiales iniciales, el control de los procesos tecnológicos del tratamiento térmico y el control de la producción del taller de tratamiento térmico.
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