Retardo entre temple y revenido para aceros de herramienta resistentes al choque

Revenir inmediatamente después del temple.

La regla publicada para el acero de herramienta resistente al choque es revenir inmediatamente después del temple, o es probable que se produzcan grietas. La advertencia es más fuerte para las herramientas templadas en agua o en salmuera. Una herramienta recién templada combina una estructura martensítica dura y frágil con la tensión residual dejada por el temple, y el revenido es lo que alivia esa tensión y lleva la estructura a la tenacidad por la que se elige el grado. Cuanto más tiempo permanece la herramienta a temperatura ambiente antes de que comience el revenido, más tiempo soporta ambas.

Como la ventana es corta, el retardo es un problema de programación más que metalúrgico. Un taller que templa un lote y luego espera un horno de revenido debe saber cuánta espera tolerarán el grado y el medio de temple.

Tiempo admisible entre temple y revenido

La tabla siguiente es la tolerancia publicada para los cinco grados resistentes al choque, a dos temperaturas de austenización cada uno. Se aplica a herramientas que acaban de ser templadas y que aún no han sido revenidas.

Tiempo admisible entre temple y revenido, para la prevención de grietas. Los valores se determinaron mediante un estudio exhaustivo realizado en una planta, y el tiempo admisible puede variar significativamente con el tamaño y la forma de la pieza. Fuente, Tabla 3 de Heat Treating of Shock-Resisting Tool Steels, en ASM Handbook, Volumen 4, Heat Treating.

Lo que muestran los números

Dos cosas modifican la tolerancia, y el medio de temple la modifica más. Cuando el temple es en salmuera, el tiempo admisible es de 5 a 10 minutos. Cuando el temple es en aceite, el tiempo admisible es de 15 a 30 minutos, tres veces más en el mismo grado y la misma sección. La severidad del temple determina la cantidad de tensión residual en la pieza, y esa tensión es la que el revenido debe aliviar antes de que las grietas sean probables.

La temperatura de austenización modifica la tolerancia dentro de cada medio. Cada grado aparece dos veces, una a la temperatura de austenización más baja y otra a una temperatura 55 a 80 °C (100 a 150 °F) más alta, y la cifra más alta reduce a la mitad el tiempo admisible en cada par, de 30 a 15 minutos en las filas templadas en aceite y de 10 a 5 minutos en las filas templadas en salmuera.

Los valores provienen de un estudio exhaustivo en una planta y no de una norma, y la fuente señala que el tiempo admisible puede variar significativamente con el tamaño y la forma de la pieza. Lea la tabla como el orden de magnitud que tolerarán el grado y el medio, no como una cifra que se transfiere sin cambios a cada herramienta.

Doble revenido para los grados S

Los registros de herramientas de la misma planta indican que el doble revenido es beneficioso para las herramientas fabricadas con los aceros S. La primera operación de revenido se realiza a una temperatura 30 a 55 °C (50 a 100 °F) menor que la segunda y última operación de revenido. El primer revenido, más bajo, inicia el alivio de tensiones suavemente mientras la estructura aún está en su punto más frágil, y el segundo revenido, más alto, fija la dureza de trabajo.

Los grados S también mantienen su dureza frente al revenido mejor que los aceros de herramienta al carbono. En estos aceros no se produce endurecimiento secundario, excepto en grado mínimo en algunas composiciones del tipo al tungsteno, por lo que la temperatura de revenido elegida para la dureza de trabajo no se recupera después mediante una reacción de endurecimiento.

Notas sobre tratamiento superficial para los grados S

Los tratamientos superficiales como la cementación y la carbonitruración se aplican a menudo al acero S1, que es el grado con silicio usado para cinceles y punzones. Los tipos S4 y S5 no admiten una capa cementada eficaz, por lo que un tratamiento de cementación en esos dos grados no produce la dureza superficial que pide la especificación.

Qué significa esto para un pedido

El retardo entre temple y revenido lo aplica el tratador térmico, no el proveedor de acero, y no aparece en una especificación de compra. Lo útil que un comprador puede llevar a esa conversación es el grado, la sección y el medio de temple que verá el trabajo. Los grados de la tabla son la familia resistente al choque usada para cinceles, punzones, cuchillas de cizalla y herramientas de golpe, y se suministran en condición recocida para que el tratador térmico los endurezca.

En la misma familia, acero para herramientas S1 es el grado con silicio que admite una capa cementada, y acero para herramientas S7 es el grado resistente a impactos de temple al aire que se utiliza cuando se desea un temple con menor distorsión. El rango de revenido para ese grado está en la página de tratamiento térmico del S5.

Dos páginas complementarias cubren el panorama más amplio. agrietamiento por temple en acero para herramientas expone las causas y las reglas de prevención, y medios de temple para acero para herramientas compara las velocidades de enfriamiento de los medios nombrados en la tabla.

Fuente: ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating, ASM International, 1991.