TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
09-Tratamientos superficiales
Cuando se trabaja con un material, es deseable que sea muy tenaz para aguantar impactos, pero que su superficie sea muy dura para evitar el desgaste. Ésto se consigue obteniendo las propiedades deseadas para toda la pieza mediante tratamientos térmicos adecuados y después variar las propiedades de la superficie sometiéndola a otro tratamiento diferente, que puede ser térmico, termoquímico o mecánico.
El tratamiento térmico superficial consiste en calentar únicamente la superficie de una pieza de acero mediante inducción o con soplete, para después enfriar rápidamente y así producir un temple únicamente en la superficie.
En el caso de tratamientos termoquímicos se añaden diferentes productos químicos a aceros de bajo contenido en carbono mediante el calentamiento y enfriamiento de las piezas a tratar en atmósferas especiales. Los dos casos más corrientes son:
Cementación: Aumenta la dureza superficial aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue cubriendo el metal con carbón vegetal o en atmósfera de metano durante y manteniéndolo por encima de la temperatura A3, con lo que se logra que se difunda carbono únicamente en la zona exterior. Posteriormente se obtiene, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial y resistencia al desgaste, manteniendo una buena tenacidad en el núcleo.
Nitruración: Al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial por aparición de un compuesto de mayor dureza que la cementita (Fe4N), al incorporar nitrógeno en la composición de la superficie. Se logra calentando el acero dentro de una corriente de gas amoniaco con nitrógeno y manteniendo una temperatura de unos 500º C.
El tratamiento mecánico superficial por excelencia es el granallado o shot-peening, que consiste en lanzar un chorro de pequeñas bolas de acero contra la pieza, con objeto de rebasar el límite elástico en la superficie y provocar acritud. Además, con este tratamiento se cierran las posibles microgrietas que dan origen a la rotura por fatiga.
Merecen especial atención los tratamientos anticorrosión. El proceso de la corrosión consiste en la reacción del metal con el oxígeno o con otros elementos del entorno. Aunque comunmente a ésto se le llama oxidación, se reserva este término para la reacción del acero con el oxígeno a elevadas temperaturas. La corrosión se produce por alguno de los siguientes efectos:
por erosión con materiales abrasivos
por ataque químico de sustancias corrosivas
por reacciones galvánicas entre metales de distinta electronegatividad en contacto con un electrolito conductor
por reacción con el oxígeno del aire en presencia de humedad
corrosión intergranular de eutécticas
Para evitar la corrosión se utilizan varios métodos, los más importantes son:
diseño adecuado, evitando lugares propicios a acumulaciones
selección adecuada del material, procurando usar aceros pasivados, es decir aleados con materiales protectores
recubrimiento superficial, que puede ser fundido (recubrimiento de estaño para formar hojalata o galvanizado con cinc), plaqueado (con láminas de aluminio por ejemplo) o pintado
protección catódica, mediante baterías que evitan las reacciones galvánicas o, más frecuentemente, con ánodos de sacrificio más electronegativos aún que el material a proteger. En la imagen inferior se puede ver el típico ánodo de cinc para proteger el casco de la embarcación, que es de acero y se corroe ante el bronce de la hélice, puesto que el hierro es más electronegativo que el cobre (a veces se dice que el hierro es menos noble).
Corrosión electrolítica
Ánodos de sacrificio
En el gráfico de la corrosión electrolítica, la zona anódica es el metal más electronegativo, que actúa como polo positivo y se corroe. La zona catódica o polo negativo es el metal menos electronegativo. Por su parte, el electrolito es un líquido con iones de hidrógeno, y normalmente es una sustancia ácida.
Para saber más:
