Endurecimiento criogénico

El endurecimiento criogénico es un proceso que utiliza temperaturas criogénicas: temperaturas inferiores a -150 ° C (-238 ° F) para fortalecer y mejorar la estructura del grano de un metal.

Se sabe que el tratamiento criogénico de ciertos metales proporciona tres efectos beneficiosos:

1. Mayor durabilidad: el tratamiento criogénico ayuda a promover la transformación de la austenita retenida presente en los aceros tratados térmicamente en acero de martensita más duro. Esto produce menos imperfecciones y debilidades en la estructura de granos de acero.

1. Mayor resistencia al desgaste: el endurecimiento criogénico aumenta la precipitación de eta-carburos. Estos son carburos finos que actúan como aglutinantes para soportar la matriz de martensita, ayudando a resistir el desgaste y la resistencia a la corrosión.
2. Alivio del estrés: todos los metales tienen un estrés residual que se crea cuando se solidifica desde su fase líquida a una fase sólida. Estas tensiones pueden dar lugar a áreas débiles que son propensas a fallar. El tratamiento criogénico puede reducir estas debilidades al crear una estructura de grano más uniforme.

Proceso:

El proceso de tratar criogénicamente una pieza de metal implica enfriar muy lentamente el metal usando un nitrógeno líquido gaseoso. El lento proceso de enfriamiento desde la temperatura ambiente hasta la criogénica es importante para evitar el estrés térmico.

La pieza de metal se mantiene a una temperatura de alrededor de -190 ° C (-310 ° F) durante 20 a 24 horas antes de que el templado térmico tome la temperatura hasta alrededor de +149 ° C (+ 300 ° F).

Esta etapa de templado térmico es crítica para reducir cualquier fragilidad que pueda ser causada debido a la formación de martensita durante el proceso de tratamiento criogénico.

El tratamiento criogénico cambia toda la estructura de un metal, no solo la superficie. Por lo tanto, los beneficios no se pierden como resultado de un procesamiento posterior, como la molienda.

Debido a que este proceso funciona para tratar acero austenítico retenido en un componente, no es efectivo en el tratamiento de aceros ferríticos y austeníticos. Sin embargo, es muy eficaz para mejorar los aceros martensíticos tratados térmicamente, como los aceros de alto contenido de carbono y alto contenido de cromo, así como los aceros para herramientas.

Además del acero, el endurecimiento criogénico también se usa para tratar hierro fundido, aleaciones de cobre, aluminio y magnesio. El proceso puede mejorar la vida útil de estos tipos de piezas de metal por factores de dos a seis.

Los tratamientos criogénicos se comercializaron por primera vez a mediados y finales de la década de 1960.

Aplicaciones:

Las aplicaciones para partes metálicas tratadas criogénicamente incluyen, entre otras, las siguientes industrias:

• Aeroespacial y de defensa (por ejemplo, plataformas de armas y sistemas de guía)
• Automotriz (por ejemplo, rotores de frenos, transmisiones, y embragues)
• Herramientas de corte (p. ej. cuchillos y brocas)
• Instrumentos musicales (p. ej.instrumentos de metal, cables de piano y cables)
• Médica (por ejemplo, herramientas quirúrgicas y escalpelos)
• Deportes (por ejemplo, armas de fuego, equipos de pesca y piezas de bicicletas)

_Fuentes:

_{Cryogenic Society of America. Base de datos de tratamiento criogénico.
URL: www. cryogenictreatmentdatabase. org
Industrial Cryogenic Enterprises Ltd.
URL: www. criohielo net / cryogenic_tempering. html
Soluciones criogénicas de nitrofreeze. Servicios de tratamiento criogénico.
URL: www. nitrofreeze. com}

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