Para los metales, el templado se realiza generalmente después de endurecer para aumentar la dureza, y se realiza calentando el metal a una temperatura mucho más baja que la utilizada para el endurecimiento.El estudio científico moderno del enfriamiento comenzó a cobrar verdadero impulso a partir del siglo XVII, siendo un paso importante la discusión guiada por la observación de Giambattista della Porta en su Magia Naturalis de 1558.Esto produce un material más duro ya sea mediante el endurecimiento de la superficie o el endurecimiento total, variando la velocidad a la que se enfría el material.Los elementos que pueden templarse incluyen engranajes, ejes y bloques de desgaste.Minimizar el calentamiento desigual y el sobrecalentamiento es clave para impartir las propiedades deseadas del material.Se pueden obtener velocidades intermedias entre el agua y el aceite con un inactivador formulado con un propósito, una sustancia con una solubilidad inversa que, por lo tanto, se deposita sobre el objeto para reducir la velocidad de enfriamiento.También se utiliza helio porque su capacidad térmica es mayor que la del nitrógeno.El calor se elimina en tres etapas particulares: Durante esta etapa, debido al efecto Leidenfrost, el objeto queda completamente rodeado de vapor que lo aísla del resto del líquido.Una vez que la temperatura haya bajado lo suficiente, la capa de vapor se desestabilizará y el líquido podrá entrar en contacto completamente con el objeto y el calor se eliminará mucho más rápidamente.Un metal es una forma cristalina dentro de la cual se pueden acomodar átomos (compuesto intersticial).El acero presenta una transformación alotrópica: es cúbico centrado a baja temperatura (ferrita α) y cúbico centrado en las caras a alta temperatura (estructura austenítica o γ).Si ahora lo sometemos a un enfriamiento lento y en equilibrio, se producirá precipitación de carburos y volveremos al estado inicial anterior a la austenitización, cosa que no nos interesa porque no habremos obtenido el endurecimiento deseado.En el caso de determinados aceros que contienen elementos gammagénicos (níquel, manganeso, nitrógeno), si la velocidad de enfriamiento es muy alta (hiperenfriamiento), conseguimos conservar la estructura austenítica a temperatura ambiente (austenita metaestable).Este es particularmente el caso de los aceros inoxidables del tipo X2CrNi18-10 (304L), X5CrNi18-10 (304), X2CrNiMo17-12-2 (316L) y X5CrNiMo17-12-2 (316).Al mismo tiempo, este endurecimiento provoca también efectos indeseables, por ejemplo un aumento de la fragilidad del material (menor resiliencia).Influyen muchas variables en la calidad y las propiedades mecánicas del acero endurecido y es importante controlarlas todas: Además, durante el enfriamiento aparecen ciertos problemas que deben evitarse o controlarse en función de la calidad del producto final a obtener.Durante el enfriamiento también se produce un gradiente de temperatura, pero en dirección opuesta.Hay que prestar mucha atención a este punto porque al ser la deformación importante puede provocar grietas en la superficie de la pieza.Otro tipo de posible problema al realizar un enfriamiento son las reacciones con la atmósfera.Al conocer las ventajas y desventajas del enfriamiento con aire, se puede decidir si es mejor elegir un líquido de enfriamiento que no tenga estos efectos y asuma los costos.Después del enfriamiento, por fenómeno de maduración, las características mecánicas aumentan naturalmente a temperatura ambiente.Esta solución sólida se obtiene disolviendo los elementos que constituyen los precipitados presentes a temperatura ambiente.Después del enfriamiento rápido se obtiene una solución sólida sobresaturada con elementos de adición.
Coque
empujado hacia un carro de enfriamiento, en los altos hornos Hanna de Great Lakes Steel Corporation,
Detroit
,
Míchigan
, noviembre de 1942.
Transformaciones alotrópicas del hierro puro.
Temple de un acero C45 (acero no aleado con 0,45% de carbono): paralelismo del diagrama hierro-carbono (izquierda) y los diagramas de transformación (lineal).
Ciclo de tratamiento térmico de aleaciones de aluminio con vistas a la obtención de un aumento de las características mecánicas mediante endurecimiento estructural.