- Hierros fundidos
- El hierro fundido gris presenta una alta capacidad de amortiguación y una menor expansión térmica que el acero, lo que contribuye a su estabilidad dimensional bajo ciclos térmicos. Es común realizar un recocido de alivio de tensiones entre 550 y 650 °C para reducir las tensiones internas originadas durante la fundición, sin comprometer la resistencia ni la dureza. Los grados más comunes de hierro fundido gris son GG-15, GG-20 y GG-25.
- El hierro fundido nodular (ductil) también puede ofrecer buena estabilidad. Además, las series de hierro fundido dúctil de baja expansión térmica (por ejemplo, B1, B2, B3), con altos contenidos de níquel y cobalto, presentan tasas de variación dimensional de apenas 0,005–0,026% y 0–0,044% a lo largo de los ejes transversal y longitudinal, respectivamente, cifras sustancialmente inferiores a las del hierro fundido dúctil convencional (0,086% y 0,485%) o del acero inoxidable (0,188% y 0,682%).
- Aceros fundidos
Aunque la deformación suele ser mayor en los aceros fundidos debido a la transformación de fases, se han desarrollado ciertos aceros fundidos endurecidos por llama con baja deformación. El endurecimiento por llama se emplea porque la temperatura de transformación más baja de estas aleaciones específicas ayuda a evitar deformaciones significativas y previene la aparición de fisuras por temple.
- Aleaciones de aluminio
- Las aleaciones de aluminio requieren un control cuidadoso del proceso debido a su alta conductividad térmica, su bajo punto de fusión (~660 °C) y su tendencia a la flacidez bajo la acción de la gravedad a temperaturas elevadas.
- ADC12 (Al-Si-Cu) es una aleación para moldeo a presión que ofrece buena estabilidad dimensional. Su tratamiento térmico debe ser controlado, ya que provoca una deformación por expansión debida a la precipitación de elementos como el silicio.
- A356 y A365 son aleaciones con buena colabilidad y aptitud para el tratamiento térmico. Su deformación puede minimizarse mediante procesos optimizados de calentamiento y enfriamiento rápido, evitando así las fisuras y manteniendo la precisión.
- Aleaciones de baja expansión
Estas aleaciones especiales están diseñadas para aplicaciones que exigen una expansión térmica prácticamente nula y una alta estabilidad dimensional en un amplio rango de temperaturas.
- Invar 36 (Fe-36% Ni) posee un coeficiente de expansión térmica (CTE) extremadamente bajo, lo que permite mantener dimensiones casi constantes desde temperaturas criogénicas hasta 260 °C.
- Super Invar (Fe-32% Ni-5% Co) ofrece un coeficiente de expansión térmica aún más bajo que el Invar estándar, ideal para las aplicaciones más exigentes.
- Kovar (Fe-Ni-Co) es otra aleación de bajo CTE que mantiene cambios dimensionales mínimos ante las fluctuaciones de temperatura.
- Otras aleaciones
- La aleación Zamak (Zn-Al) tiene un bajo punto de fusión (aproximadamente 390 °C), lo que reduce al mínimo el estrés térmico sobre los moldes y herramientas, contribuyendo así a la precisión dimensional a largo plazo.
- Algunas superaleaciones, como GH242 (Ni-Mo-Cr), poseen inherentemente bajos coeficientes de expansión térmica combinados con gran resistencia a altas temperaturas, garantizando así su estabilidad.
Principios generales para el tratamiento térmico con baja distorsión
Además de la selección del material, existen principios generales que debe seguir en su proceso para minimizar la distorsión durante el tratamiento térmico:
- Realice siempre una etapa de recocido de alivio de tensiones antes de cualquier tratamiento térmico a alta temperatura, con el fin de eliminar las tensiones residuales propias de la fundición.
- Optimice la composición de la aleación para reducir el punto Ms, logrando así una transformación más gradual y disminuyendo el cambio de volumen y las tensiones durante el temple.
- Controle la velocidad de enfriamiento para evitar altos gradientes térmicos (por ejemplo, optando por el enfriamiento al aire cuando sea adecuado), ya que un enfriamiento rápido es una de las principales causas de distorsión.