La norma para el acero al carbono está establecida por JIS entre S10C y S75C. El endurecimiento por inducción de alta frecuencia se realiza generalmente en aceros al carbono entre S25C y S55C. La dureza se indexa en función del contenido de carbono (por ejemplo, S45C es HRC54 - 60) y los picos de dureza se alcanzan por encima del 0,6% de contenido de carbono.La ausencia de elementos de aleación para mejorar la templabilidad dificulta el endurecimiento profundo y la profundidad de endurecimiento resultante suele ser de unos 2 mm.El enfriamiento debe realizarse inmediatamente después del calentamiento para que se produzca el endurecimiento.La selección del material adecuado para la aplicación permite aumentar la productividad, mejorar la calidad y reducir los costes.
Los aceros aleados son aceros al carbono a los que se han añadido elementos de aleación distintos del C, como el Cr, el Mn, el Ni, el Mo y el B, para aumentar su resistencia mecánica y al desgaste. En términos de tratamiento térmico, los aceros aleados se caracterizan por una mayor profundidad de endurecimiento (mejor templabilidad) que los aceros al carbono y una mayor resistencia al reblandecimiento, lo que da lugar a un acero más duro.En el endurecimiento por inducción de alta frecuencia de las aleaciones de acero (SCM435, SCR435, etc.), las aleaciones suelen enfriarse más lentamente que el acero al carbono, ya que tienen un riesgo relativamente alto de agrietamiento debido al sobreenfriamiento. Debe prestarse especial atención a los productos endurecidos en profundidad con superficies irregulares. El agrietamiento por sobreenfriamiento de las aleaciones de acero está causado por el retraso en el endurecimiento interno tras el endurecimiento superficial.Consulte el siguiente artículo para conocer las contramedidas.
Existen tres tipos principales de acero inoxidable: ferrítico, austenítico y martensítico. El tipo martensítico puede tratarse mediante endurecimiento por inducción de alta frecuencia, mientras que el tipo austenítico puede recocido parcialmente para reducir la dureza y mejorar la estructura para el postprocesamiento.Como el acero inoxidable contiene altos niveles de Cr, conseguir la difusión de la austenita es más difícil que en el acero al carbono o en las aleaciones de acero. La temperatura debe elevarse hasta casi 1000℃ para difundir la austenita.Por el contrario, si la austenita se difunde en exceso, no se transformará en martensita cuando se temple y permanecerá como austenita residual. En el endurecimiento por inducción de alta frecuencia, es necesario un alto nivel de tecnología de control para el acero inoxidable.
Los metales fundidos son propensos a sufrir problemas en el endurecimiento por inducción de alta frecuencia, como la variación de la dureza y el agrietamiento. En el endurecimiento por inducción de alta frecuencia, en el que el material se calienta rápidamente hasta su punto de transformación, la dureza del material y la distribución de la estructura tienen un efecto significativo en la calidad del endurecimiento. La fundición dúctil, en particular, para la que la dureza es vital, requiere un contenido de perlita del material base del 80% o más.
Para conseguir la dureza, el material base de la pieza debe tener una distribución equilibrada del carbono.En los materiales con segregación del proceso de fundición que se someten a un endurecimiento por inducción de alta frecuencia pueden producirse durezas desiguales y grietas.Mientras que las líneas de flujo de fibras que se forman cuando los materiales son forjados imprimen a dichos productos más resistencia que los que están totalmente cortados, pueden convertirse en un factor principal de las irregularidades de la dispersión de la dureza y de la insuficiencia de la misma en el proceso de endurecimiento por inducción de alta frecuencia.El proceso debe considerarse desde el principio hasta el final, ya que los defectos del material, así como las tensiones residuales y la estructura metalográfica derivadas del mecanizado, pueden afectar a la calidad del endurecimiento por inducción de alta frecuencia cerca del final del proceso.
El acero refinado térmicamente es un acero cuyas propiedades mecánicas se modifican mediante el endurecimiento hasta alcanzar una estructura martensítica y el posterior revenido. Se pueden ajustar las tensiones residuales y la dispersión del grano generadas en el acero durante el laminado y la forja. En el refinado térmico, el acero se endurece en el horno y luego se templa a temperaturas superiores a 550℃ para conseguir una estructura sorbítica. El refinado térmico se realiza en aleaciones de acero con mayor dureza (resistencia) que el acero al carbono, como el acero al cromo-molibdeno, el acero al cromo y el acero al manganeso. El refinado térmico también hace que la calidad del endurecimiento por inducción de alta frecuencia sea más estable.
La mayoría de los tratamientos de precalentamiento de los aceros al carbono, como el S45C, que se utilizan con frecuencia para el endurecimiento por inducción, se denominan revenido, mediante los cuales las piezas se calientan y se mantienen en la región austenítica y luego se enfrían con aire fuera del horno.
El tratamiento térmico de esferoidización se refiere al recocido en un horno para esferoidizar los carburos del acero. Se utiliza para facilitar los procesos de mecanizado (por ejemplo, el corte) de materiales como las aleaciones de acero y los aceros de alto contenido en carbono.Las estructuras esferoidizadas son desfavorables, sin embargo, para el endurecimiento por inducción de alta frecuencia: el tiempo de calentamiento es cuestión de segundos y la estructura esferoidizada impide la difusión de la austenita.