Exotérmico: libera calor al entorno (ΔH < 0) 🔥

Justificación: requiere alta dureza en el filo → el temple permite formar martensita y mejorar el corte.

Cálculos básicos:

Energía para calentar: ≈114 kJ

Dureza: ~25 HRC → ~60 HRC (incremento ~+35 HRC)

Cambio de volumen: ~1–4% (genera tensiones internas)

El temple aumenta dureza pero vuelve el material frágil, por eso normalmente se complementa con revenido.

Justificación: este tipo de lámina necesita alta ductilidad y baja dureza para deformarse sin romperse durante el embutido. El recocido elimina tensiones internas y refina la microestructura.

Cálculos básicos:

Energía para calentar (ejemplo):

m = 1 kg, c ≈ 0.46 kJ/kg·°C, ΔT ≈ 700 °C

→ Q ≈ 322 kJ

Dureza:

Antes: ~150–200 HV

Después: ~80–120 HV (disminuye)

Esfuerzo de fluencia:

Disminuye aprox. 30–50%

El recocido reduce dureza y resistencia, pero aumenta la ductilidad, permitiendo deformaciones sin falla.

Justificación: un engranaje requiere alta resistencia al desgaste, pero también tenacidad para evitar fractura por impactos o fatiga. El revenido corrige la fragilidad del temple manteniendo buena dureza.

Cálculos básicos:

Energía para calentar (ejemplo):

m = 2 kg, c ≈ 0.46 kJ/kg·°C, ΔT ≈ 300 °C

→ Q ≈ 276 kJ

Dureza:

Antes (templado): ~60–65 HRC

Después (revenido): ~45–55 HRC (disminuye controladamente)

Tenacidad:

Aumenta significativamente (difícil cuantificar exacto sin ensayo, pero puede duplicarse en términos de energía de impacto)

Tensiones internas:

Se reducen de forma importante → menor riesgo de grietas

El revenido sacrifica algo de dureza para ganar resistencia estructural real, evitando fallas frágiles en servicio.

Alta elasticidad

Buena tenacidad

Calculos:

Esfuerzo en el resorte

Energia almacenada

Esfuerzo cortante

Justificación: necesita alta resistencia con bajo peso → el envejecimiento aumenta resistencia sin añadir masa.

Cálculos básicos:

Energía: ≈162 kJ

Resistencia: ~150 → ~250–300 MPa

Dureza: ~50 → ~100 HB

El envejecimiento mejora propiedades por formación de precipitados, pero si te excedes en tiempo o temperatura, pierdes resistencia.

Bajo peso

Buena resistencia a fatiga

Calculos:

Esfuerzo

Deformacion unitaria

Modulo de elasticidad

Cinetica de envejecimiento

Relacion temperatura tiempo

Dureza vs. Tiempo

Reduce fragilidad

Mejora tenacidad

Ajusta propiedades

Desventajas

Disminuye dureza

Debilita el material si se hace mal

Requiere control preciso de temperatura

Aumenta resistencia mecanica sin aumentar peso

Resistencia a fatiga

Buena ligereza

Desventajas

Puede ocurrir sobreenvejecimiento

Requiere tiempos largos o controlados

No todos los materiales pueden aplicarlo

Ejemplos :

Ejemplos de Procesos Exotérmicos (Liberan calor)

• Combustión: Cuando quemas madera o gas natural, se libera una gran cantidad de calor y luz.

Procesos Endotérmicos (Absorben calor)

Evaporación del agua: Para que el agua hierva o se evapore, necesita absorber calor (por eso sientes frío cuando el sudor se evapora de tu piel).

Any -Cristian - Diego

Ejemplos:

Endotérmico: cuando el acero se calienta en el horno para el temple.

Exotérmico: cuando el material libera calor al enfriarse después del tratamiento térmico.

Justificación: Se eligió porque requiere alta resistencia al desgaste. El temple aumenta su dureza al formar martensita, mejorando su desempeño.

Cálculos básicos:

Energía: ≈120 kJ

Dureza: 25 HRC → 60 HRC (+35 HRC)

Cambio de volumen: 1–3%

El temple aumenta la dureza pero también la fragilidad, por lo que se recomienda aplicar revenido.

Cálculos que puedo realizar: temperatura de calentamiento, velocidad de enfriamiento, cambios en la dureza del material y resistencia al desgaste.

Cálculos: temperatura de recocido, tiempo de calentamiento y enfriamiento, y reducción de tensiones internas.

Cálculos: temperatura de revenido, tiempo del proceso y relación entre dureza y tenacidad.

Cálculos: tiempo de envejecimiento, temperatura del proceso y aumento de la resistencia del material.

Los cálculos que podemos realizar son los siguientes:

T = A_c3 + (30°C \ 50°C)

A_c3 (°C) = 910 - 203 - 15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo

V = T-inicial - T-final/tiempo

Diego- Cristian- Any

El recocido facilita la deformación del material al hacerlo más dúctil, pero reduce su resistencia mecánica.

El revenido permite equilibrar la dureza y la tenacidad, disminuyendo la fragilidad, aunque se pierde un poco de dureza.

El envejecimiento mejora la resistencia del material, especialmente en el aluminio, pero requiere un control preciso del tiempo y la temperatura para obtener buenos resultados.

Proceso exotérmico: libera calor al entorno.

Proceso endotérmico: absorbe calor del entorno.

Ejemplos:

Exotérmico:

1. Combustión de gasolina

2. Reacción de ácido con base

Endotérmico:

1. Derretimiento del hielo

2. Evaporación del agua

Ventajas

Incrementa mucho la dureza

Mejora la resistencia al desgaste

Aumenta la resistencia mecánica

Ideal para piezas sometidas a fricción (engranes, herramientas)

Desventajas

Genera alta fragilidad (puede romperse fácil)

Produce tensiones internas

Riesgo de deformaciones o grietas

Casi siempre necesita revenido posterior

Recocido

Ventajas

Aumenta la ductilidad (se puede doblar/formar fácilmente)

Elimina tensiones internas

Mejora la maquinabilidad

Hace el material más uniforme

Desventajas

Reduce la dureza

Disminuye la resistencia mecánica

No es adecuado para piezas que requieren alta resistencia

Proceso lento (consume más tiempo y energía)

Any- Cristian- Diego

Elimina Esfuerzos Residuales: El enfriamiento brusco del temple deja "tensiones" internas que pueden deformar el engranaje con el tiempo; el revenido las libera.

Ajusta la Vida Útil: Permite que el engranaje tenga una superficie dura

Any-Cristian- Diego

Envejecimiento: Aleación de Aluminio: Control del tiempo: A diferencia de otros tratamientos, el envejecimiento es extremadamente sensible al tiempo. Si te pasas de tiempo, ocurre el sobre-envejecimiento y la pieza pierde dureza.

Cambio a nivel atómico: Aprendiste que la dureza no viene de un cambio de fase brusco (como la martensita en el acero), sino de la formación de pequeños "obstáculos" (precipitados) que impiden que las capas de átomos se deslicen entre sí.

Envejecimiento Natural vs. Artificial: El aluminio puede endurecerse solo a temperatura ambiente (natural) o mucho más rápido dentro de un horno (artificial).

Cristian- Diego- Any

Ventaja: Logra la máxima dureza y resistencia al desgaste del filo.

Desventaja: El material se vuelve extremadamente frágil y puede romperse ante impactos.

2. Recocido (Alambre de cobre)

Ventaja: Elimina la dureza del trabajo previo para recuperar ductilidad y maleabilidad.

Desventaja: Proceso lento que reduce drásticamente la resistencia mecánica del metal.

3. Revenido (Engranaje templado)

Ventaja: Aporta tenacidad (resistencia al impacto) equilibrando la dureza del temple.

Desventaja: Requiere un segundo ciclo térmico, lo que aumenta el tiempo y costo de producción.

4. Envejecimiento (Aleación de aluminio)

Ventaja: Aumenta la resistencia estructural manteniendo la ligereza del aluminio.

Desventaja: Muy sensible al tiempo; si se excede (sobre-envejecimiento), pierde todas sus propiedades.

Cristian-Any- Diego