Tratamiento de solución del acero inoxidable
Para comprender por qué el acero inoxidable requiere un tratamiento de solución, primero debemos aclarar el propósito de dicho tratamiento, sus funciones, qué materiales lo necesitan y en qué industrias se aplica comúnmente.
En primer lugar, analicemos el proceso. El tratamiento de solución se realiza para disolver carburos, fases γ’ y otros precipitados presentes en la matriz, obteniendo así una solución sólida supersaturada uniforme. Esto facilita la reprecipitación de carburos finamente dispersos y fases de refuerzo γ’ distribuidas homogéneamente durante el posterior envejecimiento. Al mismo tiempo, alivia las tensiones generadas por trabajos en frío o en caliente y permite la recristalización de la aleación. En segundo lugar, este tratamiento se lleva a cabo para lograr un tamaño de grano adecuado, garantizando la resistencia a la fluencia a altas temperaturas de la aleación. La temperatura de tratamiento de solución suele oscilar entre aproximadamente 980 °C y 1250 °C, seleccionándose según el comportamiento de precipitación y disolución de las fases en cada aleación específica, así como según los requisitos de servicio, con el fin de asegurar las condiciones necesarias para la precipitación de las principales fases de refuerzo y un tamaño de grano apropiado.
- Materiales comúnmente tratados
Entre los materiales más comunes se encuentran SUS304, SUS303, SUS316, 1Cr18Ni9, 0Cr19Ni9 y otros aceros inoxidables austeníticos. Además de los aceros inoxidables austeníticos, los aceros inoxidables dúplex y los aceros inoxidables de endurecimiento por precipitación —como 630, 17-4 y otros— también requieren tratamiento de solución. Sus objetivos son en gran medida similares.
- Propósito del tratamiento
El acero inoxidable austenítico se calienta hasta aproximadamente 1100 °C para disolver total o prácticamente todas las fases de carburo, permitiendo que el carbono se disuelva en la austenita. A continuación, se enfría rápidamente hasta temperatura ambiente, dejando al carbono en estado supersaturado (es decir, estabilizado y sin capacidad ni oportunidad de formar carburos ricos en cromo junto con el cromo). Este método de tratamiento térmico se conoce como tratamiento térmico de solución.
El enfriamiento rápido en el tratamiento térmico de solución se asemeja al temple en el acero común, pero este “temple” difiere del del acero ordinario: mientras que el primero es un tratamiento de ablandamiento, el segundo corresponde a un endurecimiento (formación de martensita). Además, las temperaturas de calentamiento para el temple varían según la dureza deseada, pero nunca alcanzan los 1100 °C.
- Áreas de aplicación
Con el rápido desarrollo industrial, la aplicación de procesos de tratamiento térmico mediante solución se ha extendido cada vez más. Las áreas de uso más comunes incluyen piezas de acero inoxidable conformadas por embutición profunda y estampación. Entre los productos típicos destacan termos, platos, fuelles y otros. También se emplea en la industria médica. Por supuesto, las aplicaciones en los sectores aeroespacial, optoelectrónico y naval son numerosas y no se enumeran exhaustivamente aquí.
- ¿Cuál es la diferencia entre el tratamiento de solución y el temple?
Las diferencias entre el tratamiento de solución y el temple pueden distinguirse desde tres aspectos: material, proceso y propósito.
Diferentes materiales:
El tratamiento de solución se aplica generalmente a aceros inoxidables austeníticos como 304, 316 y 630 (acero inoxidable de endurecimiento por precipitación), mientras que el temple se utiliza principalmente en aceros inoxidables como 410, 420 (2Cr13) y 430 (3Cr13), es decir, aceros inoxidables martensíticos y ferríticos.
Diferentes procesos:
Esto resulta relativamente sencillo de comprender. El tratamiento de solución consiste en un proceso térmico en el cual la aleación se calienta hasta la región monofásica a alta temperatura, se mantiene isotermalemente para disolver completamente las fases sobrantes en la solución sólida y luego se enfría rápidamente, obteniendo así una solución sólida supersaturada.
El temple es un proceso térmico en el cual el acero se calienta por encima de la temperatura crítica, se mantiene durante un determinado tiempo y luego se enfría a una velocidad superior a la tasa crítica de enfriamiento, con el fin de obtener una microestructura no equilibrada predominantemente martensítica.
Diferentes propósitos:
Como se mencionó anteriormente, el tratamiento de solución se realiza para modificar la estructura de la matriz del acero inoxidable austenítico, mientras que el temple es un proceso destinado a aumentar la dureza y la resistencia.
