Vés al contingut

Tremp de l'acer

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
(S'ha redirigit des de: Acer trempat)
Tractaments tèrmics.
Diagrama ferro carboni a la zona dels acers

L'acció de donar tremp a l'acer és un tractament tèrmic al qual se sotmet l'acer (també aplicable a altres metalls), concretament a peces o masses metàl·liques ja conformades en el mecanitzat, per augmentar-ne la duresa, la resistència a esforços i la tenacitat. Per contra, també augmenta la fragilitat de la peça.[1]

En aquest tractament cal distingir dues fases. En la primera, s'escalfa l'acer a una temperatura aproximada de 915 °C, en què la perlita es converteix en austenita. En la segona, es refreda ràpidament (excepte alguns casos on el refredament és "lent", acers d'autotremp) la peça "al roig" en aigua, en oli, aire positiu o en altres fluids o sals. Després del tremp se sol fer un reveniment.[2]

  • És un dels principals tractaments tèrmics que es realitzen. El que fa és disminuir i afinar la mida del gra de l'alineació de l'acer tractat. Es pretén l'obtenció d'una estructura totalment martensítica.
  • Es basa a escalfar la peça a una temperatura compresa entre 700 °C i 1000 °C, per després refredar-la ràpidament controlant el temps d'escalfament i de refredament.

Història

[modifica]

Hi ha proves de l'ús de processos de temperat per part dels ferrers que es remunten a mitjans de l'Edat del Ferro, però hi ha poca informació detallada relacionada amb el desenvolupament d'aquestes tècniques i els procediments emprats pels primers ferrers.[3] Tot i que els primers ferrers van haver d'adonar-se ràpidament que els processos de refredament podien afectar la resistència i la fragilitat del ferro, i es pot afirmar que el tractament tèrmic de l'acer era conegut al Vell Món des de finals del segon mil·lenni aC,[4] és difícil identificar usos deliberats del temperat arqueològicament. A més, sembla que, almenys a Europa, "el temperat i el revingut per separat no semblen haver-se fet comuns fins al segle XV"; per tant, és útil distingir entre el "templat complet" de l'acer, en què el temperat és tan ràpid que només es forma martensita, i el "templat fluix", en què el temperat és més lent o interromput, cosa que també permet la formació de perlita i dona lloc a un producte menys trencadís.[5]

Els primers exemples d'acer temperat poden procedir de l'antiga Mesopotàmia, amb un exemple relativament segur d'un cisell temperat del segle iv procedent d'Al Mina, a Turquia.[6] El llibre 9, línies 389-94 de l′Odissea d'Homer és àmpliament citat com una primerenca, possiblement la primera, referència escrita al refredament:[3][7]

com quan un home que treballa com a ferrer submergeix el full d'una gran destral o àvia cridant en aigua freda, tractant-la per temperar-la, ja que així és com es fa fort l'acer, així també l'ull de Ciclop espurnejat sobre el feix de l'oliva..

Tot i això, no està fora de dubte que el passatge descriu un temple deliberat, en lloc d'un simple refredament.[8] Així mateix, hi ha la possibilitat que el Mahabharata es refereixi al temperat en oli de puntes de fletxa de ferro, però les proves són problemàtiques.[9]

Plini el Vell va abordar el tema dels agents de refredament, distingint l'aigua de diferents rius.[10] En els capítols 18-21 del De diversis artis del segle xii de Theophilus Presbyter s'esmenta el temperat, recomanant entre altres coses que les eines també es temperin més durament a l'orina d'un nen petit i pèl-roig que en aigua ordinària.[3] Un dels primers tractats més complets sobre el temperat és el primer llibre occidental imprès sobre metal·lúrgia, Von Stahel und Eysen, publicat el 1532, que és característic dels tractats tècnics de finals de l'Edat Mitjana.

L'estudi científic modern del refredament va començar a cobrar veritable impuls a partir del segle xvii, sent un pas important la discussió guiada per l'observació de Giambattista della Porta en el seu Magia Naturalis de 1558.[11]

Tipus de tremp

[modifica]

Hi ha dos tipus de tremps: un és el que inclou la totalitat de la peça, inclòs el nucli, i l'altre és el que només inclou la superfície externa, deixant el nucli menys dur, perquè sigui més flexible. Aquest segon tremp s'anomena "tremp superficial" i n'hi ha de dos tipus, segons la manera d'escalfar: "a la flama" (en desús) i el tremp per inducció.[12]

També la duresa superficial s'obté mitjançant el cimentat, sense endurir el nucli, aplicat en engranatges i altres elements que requereixin característiques similars.

Factors que influeixen en el tremp

[modifica]
  • La composició química de l'acer a trempar, especialment la concentració de carboni. També és molt important la presència de aleants, ja que amplien la franja temporal de refredament en què es pot obtenir martensita.
  • La temperatura d'escalfament i el temps d'escalfament d'acord amb les característiques de la peça.
  • La velocitat de refredament i els líquids on es refreda la peça per evitar tensions internes i esquerdament.
  • Les tensions internes són produïdes per les variacions exagerades que se li fa patir a l'acer, primer elevant-la a una temperatura molt alta i després refredant-se. Aquestes tensions i esquerdes són conseqüència del canvi de volum que es produeix a l'interior de l'acer pel fet que el nucli refreda a menor velocitat. A les peces trempades cal donar-los un tractament posterior anomenat reveniment per eliminar les tensions internes[13]

Característiques generals del tremp

[modifica]
  • És el tractament tèrmic més important que es realitza
  • Fa l'acer més dur i resistent però més fràgil
  • La temperatura d'escalfament pot variar d'acord amb les característiques de la peça i resistència que es desitja obtenir.
  • El refredament és ràpid
  • Si el tremp és molt enèrgic les peces es poden esquerdar.

Forn de tremp

[modifica]

Els forns per escalfar peces petites que es vol trempar, són caixes metàl·liques que en el seu interior van recobertes de material refractari per a evitar pèrdues de calor, aquestes caixes porten incorporades diverses resistències elèctriques que produeixen l'escalfament de les peces a la temperatura requerida i porten incorporat un rellotge programador per al control del temps d'escalfament i un piròmetre que facilita el coneixement de la temperatura que hi ha a l'interior del forn.[13]

En el cas d'elements de grans dimensions, com tubs, els forns estan formats per cambres; cada cambra té el llarg del tub i en cada cambra hi ha una sèrie de cremadors que s'encarreguen de l'escalfament. Per poder monitorar la temperatura es fa servir el termoparell i per controlar el forn es fa servir un Autòmat Programable Industrial (també conegut com a PLC] o un ordinador.

Vegeu també

[modifica]

Referències

[modifica]
  1. ↑ Ira A. Fulton College of Engineering and Technology
  2. ↑ «Salt Bath Furnaces». Arxivat de l'original el 2012-04-23. [Consulta: 29 novembre 2016].
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Mackenzie, D. S. «Historia del temple» (en castellà). International Heat Treatment and Surface Engineering, vol. 2, 2, 6-2008, pàg. 68-73. DOI: 10.1179/174951508x358437. ISSN: 1749-5148.
  4. ↑ Craddock, Paul T. «Metallurgy in the Old World». A: The Oxford companion to archaeology. 1 of 3. 2nd. Oxford University Press, 2012, p. 377-380. ISBN 9780199739219. OCLC 819762187. 
  5. ↑ Williams, Alan. La espada y el crisol : una historia de la metalurgia de las espadas europeas hasta el siglo XVI. 77. Leiden: Brill, 2012-05-03, p. 22 (History of Warfare). ISBN 9789004229334. OCLC 794328540. 
  6. ↑ Moorey, P. R. S. (Peter Roger Stuart). Materiales e industrias de la antigua Mesopotamia: la evidencia arqueológica. Winona Lake, Ind.: Eisenbrauns, 1999, p. 283-85. ISBN 978-1575060422. OCLC 42907384. 
  7. ↑ Forbes, R. J. (Robert James). Estudios de tecnología antigua. 9. 2d rev.. Leiden: E.J. Brill, 1972, p. 211 (La metalurgia en la Antigüedad, parte 2. El cobre y el bronce. Cobre y Bronce, Estaño, Arsénico, Antimonio y Hierro.). ISBN 978-9004034877. OCLC 1022929. 
  8. ↑ P. R. S. Moorey, Ancient Mesopotamian Materials and Industries: The Archaeological Evidence (Winona Lake, Indiana: Eisenbrauns, 1999), p. 284.
  9. ↑ R. K. Dube, 'Ferrous Arrowheads and Their Oil Quench Hardening: Some Early Indian Evidence', JOM: The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, 60.5 (mayo de 2008), 25-31.
  10. ↑ John D. Verhoeven, Steel Metallurgy for the Non-Metallurgist (Materials Park, Ohio: ASM International, 2007), p. 117.
  11. ↑ J. Vanpaemel. HISTORIA DEL ENDURECIMIENTO DEL ACERO: CIENCIA Y TECNOLOGÍA. Journal de Physique Colloques, 1982, 43 (C4), pp. C4-847-C4-854. DOI:10.1051/jphyscol:19824139; https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00222126.
  12. ↑ [1]
  13. ↑ 13,0 13,1 Todd, Robert H., Dell K. Allen, and Leo Alting. Manufacturing Processes Reference Guide. 1st. Ed. New York: Industrial Press Inc., bharani 1994

Fonts

[modifica]
  • Millán Gómez, Simón. Procediments de Mecanitzat. Madrid: Editorial Paraninfo, 2006. ISBN 84-9732-428-5. 

Enllaços externs

[modifica]
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Tremp_de_l'acer&oldid=34072671»