¿Cuáles son los procesos de tratamiento térmico más comunes para metales impresos en 3D?
¿Cuáles son los procesos de tratamiento térmico más comunes para metales impresos en 3D?
Descripción general
El tratamiento térmico es esencial para mejorar las propiedades mecánicas, la microestructura y la estabilidad dimensional de las piezas metálicas producidas por procesos de fabricación aditiva como SLM, DMLS y EBM. Estos procesos a menudo resultan en tensiones residuales, estructuras de grano anisotrópicas y distribuciones de fases no ideales. El tratamiento térmico aborda estos problemas y adapta el rendimiento de la pieza a las necesidades de la aplicación.
1. Revenido de alivio de tensiones
Este es el tratamiento térmico más fundamental que se aplica a casi todas las piezas metálicas impresas en 3D. Reduce la tensión residual interna causada por los ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento durante la impresión.
Ti-6Al-4V: 600–650°C durante 2 horas
Inconel 718: 870–980°C durante 1 hora
Acero para herramientas H13: 600°C durante 2–4 horas
El alivio de tensiones mejora la estabilidad dimensional y reduce la distorsión durante el postprocesado.
2. Tratamiento de solubilización y envejecimiento (STA)
El STA es esencial para las aleaciones endurecibles por precipitación para mejorar la resistencia y la resistencia a la fatiga.
SUS630/17-4 PH: solubilizado a ~1040°C, envejecido a 482°C (ciclo H900)
Inconel 718: solubilizado a 980°C, envejecido a 720°C y 620°C en dos pasos
Acero para herramientas 1.2709: solubilizado a 850°C, envejecido a 490°C durante 6 horas
Este proceso refina la microestructura e introduce precipitados de refuerzo.
3. Revenido completo
El revenido completo se utiliza para restaurar la ductilidad y reducir la dureza en piezas endurecidas por trabajo o propensas a tensiones. Promueve la formación de granos equiaxiales y la isotropía.
SUS316L: 1040–1100°C con enfriamiento controlado
Ti-6Al-4V ELI: 700–800°C bajo vacío o atmósfera inerte
El revenido es particularmente útil para mejorar la tenacidad en piezas médicas y que contienen presión.
4. Templado
El templado sigue a los tratamientos de endurecimiento en aceros para herramientas para reducir la fragilidad y ajustar los niveles de dureza.
Acero para herramientas D2: templado a 200–500°C después del temple
Acero para herramientas H13: múltiples templados a 540–620°C para alta resistencia al impacto
El templado ajusta el equilibrio dureza-tenacidad requerido en componentes de herramientas y fundición a presión.
5. Prensado isostático en caliente (HIP)
El HIP combina alta presión (100–200 MPa) y temperaturas elevadas para eliminar la porosidad interna, mejorar la densidad y aumentar la resistencia a la fatiga.
Ti-6Al-4V: HIP a ~920°C bajo 100 MPa durante 2–4 horas
Haynes 230 y Hastelloy X: HIP a 1160°C para aplicaciones de turbinas
El HIP es común para piezas críticas aeroespaciales y médicas que requieren estructuras internas libres de defectos.
Tabla resumen de tratamientos térmicos comunes
Proceso | Propósito | Materiales típicos |
|---|---|---|
Revenido de alivio de tensiones | Reducir la tensión residual | Ti-6Al-4V, Inconel 718, H13, 316L |
Tratamiento de solubilización y envejecimiento | Fortalecer mediante precipitación | 17-4 PH, Inconel 718, 1.2709 |
Revenido completo | Aumentar la ductilidad, reducir la dureza | 316L, Ti-6Al-4V ELI |
Templado | Ajustar la dureza y la tenacidad | Aceros para herramientas (H13, D2, 1.2709) |
Prensado isostático en caliente | Eliminar porosidad, mejorar la fatiga | Ti-6Al-4V, Haynes 230, Hastelloy X |
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