La templabilidad es la profundidad a la que se endurece un acero después de someterlo a un proceso de tratamiento térmico . No debe confundirse con la dureza , que es una medida de la resistencia de una muestra a las indentaciones o rayaduras. [1] Es una propiedad importante para la soldadura , ya que es inversamente proporcional a la soldabilidad , es decir, la facilidad para soldar un material.
Cuando se enfría una pieza de acero caliente , el área en contacto con el agua se enfría inmediatamente y su temperatura se equilibra con la del medio de enfriamiento. Sin embargo, las profundidades internas del material no se enfrían tan rápidamente y, en piezas de trabajo grandes, la velocidad de enfriamiento puede ser lo suficientemente lenta como para permitir que la austenita se transforme completamente en una estructura distinta de martensita o bainita . Esto da como resultado una pieza de trabajo que no tiene la misma estructura cristalina en toda su profundidad; con un núcleo más blando y una "cáscara" más dura. [2] El núcleo más blando es alguna combinación de ferrita y cementita , como la perlita .
La templabilidad de las aleaciones ferrosas , es decir, los aceros, es función del contenido de carbono y otros elementos de aleación y del tamaño de grano de la austenita. [1] La importancia relativa de los distintos elementos de aleación se calcula encontrando el contenido de carbono equivalente del material.
El fluido utilizado para enfriar el material influye en la velocidad de enfriamiento debido a las variaciones de conductividades térmicas y calores específicos . Sustancias como la salmuera y el agua enfrían el acero mucho más rápidamente que el aceite o el aire. Si el fluido se agita, el enfriamiento se produce aún más rápidamente. La geometría de la pieza también afecta a la velocidad de enfriamiento: de dos muestras de igual volumen, la que tiene mayor superficie se enfriará más rápido. [3]
La templabilidad de una aleación ferrosa se mide mediante una prueba de Jominy: una barra metálica redonda de tamaño estándar (indicada en la imagen superior) se transforma en 100% austenita mediante tratamiento térmico y luego se enfría en un extremo con agua a temperatura ambiente. La velocidad de enfriamiento será más alta en el extremo que se está enfriando y disminuirá a medida que aumenta la distancia desde el extremo. Después del enfriamiento, se pule una superficie plana sobre la pieza de prueba y luego se determina la templabilidad midiendo la dureza a lo largo de la barra. Cuanto más se aleje la dureza del extremo templado, mayor será la templabilidad. Esta información se representa en un gráfico de templabilidad. [4] [5] [6]
La prueba de enfriamiento final de Jominy fue inventada por Walter E. Jominy (1893-1976) y AL Boegehold, [7] metalúrgicos de la División de Laboratorios de Investigación de General Motors Corp., en 1937. Por su trabajo pionero en el tratamiento térmico, Jominy fue reconocido por la Sociedad Estadounidense de Metales (ASM) con su premio Albert Sauveur Achievement Award en 1944. Jominy se desempeñó como presidente de ASM en 1951.