--- title: "Austemplado y martemplado del acero | Steel Equivalents" description: "Aprenda cómo el austemplado forma bainita y el martemplado forma martensita revenida en el acero." canonical: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero language: es robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/heat-treatment/austempering-and-martempering-of-steel.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/tepelné-zpracování/bainitické-a-martenzitické-kalení-oceli.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/wärmebehandlung/austempern-und-martempern-von-stahl.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/traitement-thermique/austrempe-et-martrempe-de-l-acier.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/hőkezelés/az-acél-ausztemperálása-és-martemperálása.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/trattamento-termico/austempering-e-martempering-dell-acciaio.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/warmtebehandeling/austemperen-en-martemperen-van-staal.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/obróbka-cieplna/hartowanie-bainityczne-i-martenzytyczne-stali.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/tratamento-térmico/austêmpera-e-martêmpera-do-aço.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/термическая-обработка/изотермическая-и-ступенчатая-закалка-стали.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/ısıl-işlem/çeliğin-austemperleme-ve-martemperleme-işlemleri.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/热处理/钢的等温淬火和马氏体分级淬火.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/熱処理/鋼のオーステンパ処理とマルテンパ処理.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/المعالجة-الحرارية/المعالجة-الأوستيمبرية-والمارتيمبرية-للفولاذ.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/열처리/강의-오스템퍼링-및-마템퍼링.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/tratamento-térmico/austêmpera-e-martêmpera-do-aço.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/ऊष्मा-उपचार/इस्पात-का-ऑस्टेम्परिंग-और-मार्टेम्परिंग.md content_hash: sha256:69e92cef1c7373d61e815b9e8d19160155d1930ed496ba38efdd61f4600f4c9c generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero > Canonical URL: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Austemplado y martemplado del acero](/images/uploads/66b8632f-3433-4248-8748-0ff670a4ac71/wiki-hero-a-side-by-side-editorial-comparison-of-austempering-and-martempering-of-steel-sh-1920x823.jpg) Tratamiento térmico # Austemplado y martemplado del acero Aprenda cómo el austemplado forma bainita y el martemplado forma martensita revenida en el acero. ![Retrato de Anders Bergström, reportero del sector del acero](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/es/noticias/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Tratamiento térmico 60+ min de lectura Actualizado 14 ago 2026 Revisado con evidencia En esta páginaEn esta página - [Austempering y Martempering: la terminología que debe mantenerse separada](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#austempering-y-martempering-la-terminología-que-debe-mantenerse-separada "Austempering y Martempering: la terminología que debe mantenerse separada") - 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[Lista de comprobación práctica de referencia y glosario de terminología](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#lista-de-comprobación-práctica-de-referencia-y-glosario-de-terminología "Lista de comprobación práctica de referencia y glosario de terminología") ## Austempering y Martempering: la terminología que debe mantenerse separada Ambos tratamientos interrumpen el temple directo, pero no crean la misma microestructura. **El austempering es un tratamiento de transformación bainítica**: el acero austenitizado se enfría rápidamente hasta una temperatura a la que puede formarse bainita y se mantiene allí hasta que se transforma la fracción de austenita requerida. **El martempering es una etapa de igualación de temperatura previa a la formación de martensita**: el acero se templa hasta una temperatura justo por encima de su temperatura de inicio de la martensita, se mantiene allí solo el tiempo suficiente para que la sección alcance una temperatura uniforme y, posteriormente, se enfría a través del intervalo martensítico. El acero sometido a martempering normalmente requiere revenido antes de entrar en servicio. Esta distinción es más importante que el nombre del baño de temple. Un baño de sales, un baño de aceite u otro medio controlado no identifica por sí mismo el proceso. La composición de la aleación determina la posición y la forma de las curvas de transformación; la temperatura de inicio de la martensita, el tamaño de la sección, la templabilidad, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento determinan la trayectoria real. Un baño a 300 °C puede permitir el austempering en un acero si se forma bainita durante el mantenimiento, pero actuar como una estación de martempering en otro si la pieza se retira antes de la transformación bainítica y después se enfría para formar martensita. ### Por qué los nombres suelen confundirse La confusión se debe a una similitud real en los equipos y en la manipulación. En ambos tratamientos, la pieza se austenitiza, se transfiere rápidamente a un medio a temperatura controlada y se evita que experimente un temple directo no controlado desde la temperatura de austenitización hasta la temperatura ambiente. Ambos programas pueden reducir los gradientes térmicos en comparación con un temple convencional, y ambos pueden describirse informalmente como «temples interrumpidos». Estas características comunes no establecen que el producto de transformación sea el mismo. #### Términos que no identifican la fase final Temple en baño de sales Describe el medio de transferencia térmica, no el producto de transformación. Temple en caliente Describe un temple a temperatura controlada, pero no un ciclo único. Temple isotérmico Describe una trayectoria de temperatura-tiempo cuyo resultado de fase depende del mantenimiento. Temple interrumpido tipo Ausbay Describe una ruta de temple interrumpido que debe vincularse con su procedimiento especificado. Los nombres de los baños agravan el problema. Términos como temple en baño de sales, temple en caliente, temple isotérmico, temple ausbay y temple interrumpido se utilizan a menudo de manera solapada, aunque describen equipos, control de la temperatura o un programa, y no una única fase final. SAE AMS-H-6875C: *Heat Treatment of Steel Raw Materials* abarca cuatro clases de acero y permite el austempering, el temple ausbay y el martempering cuando así se especifica. Por tanto, el lenguaje de la especificación refuerza un punto esencial: la designación del tratamiento debe vincularse al procedimiento y al resultado requeridos, y no inferirse del simple hecho de que se hayan utilizado sales. La geometría también modifica la interpretación. Una pieza delgada puede igualar la temperatura a través de su espesor durante un breve mantenimiento por encima de la temperatura de inicio de la martensita. Una pieza gruesa puede necesitar un mantenimiento más prolongado, y ese tiempo adicional puede permitir que la bainita comience a formarse o avance si la temperatura se encuentra dentro del intervalo de transformación bainítica. Por el contrario, un acero con una formación retardada de bainita puede permanecer sustancialmente austenítico durante un mantenimiento que transformaría un grado diferente. Por consiguiente, la misma temperatura nominal del baño puede producir estructuras distintas en AISI 52100, AISI 8620 y una aleación de alta templabilidad. #### Límite del proceso No especifique una temperatura del baño sin indicar el grado de acero, el tiempo de transferencia, la igualación o el criterio de transformación, el límite de mantenimiento, el método de enfriamiento y el requisito de revenido. \[1\] \[1\] [**ASM Handbook Volume 4A: Martempering of Steels**](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1). ASM International. ASM Handbook, 2013. El *ASM Handbook Volume 4A* de ASM International, publicado en 2013, identifica la temperatura de austenitización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martempering. Estas variables son datos del proceso, no detalles incidentales. Un plano o procedimiento que indique únicamente «temple en sales a 300 °C» está incompleto, a menos que también defina el acero, el tiempo de transferencia, el criterio de igualación, el límite de mantenimiento y las operaciones posteriores de enfriamiento y revenido. ![Austemplado y martemplado del acero](/images/uploads/097ae2f8-e4fa-4da5-bd28-15b4e9bd189a/wiki-inline-a-temperature-time-process-schematic-contrasting-austempering-and-martempering-p-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/097ae2f8-e4fa-4da5-bd28-15b4e9bd189a/wiki-inline-a-temperature-time-process-schematic-contrasting-austempering-and-martempering-p-1920x1094.avif "Ampliar imagen — Austemplado y martemplado del acero")The process designation follows the transformation that occurs during and after the interrupted quench. ### El producto de transformación define el proceso El austemplado y el martemplado difieren por la intención de transformación, no por el nombre del baño. | Característica | Austemplado | Martemplado | |---|---|---| | Objetivo principal | Formar bainita durante un mantenimiento isotérmico | Igualar la temperatura antes de que se forme martensita | | Ubicación del mantenimiento | Intervalo de transformación bainítica | Justo por encima de Ms | | Transformación durante el mantenimiento | La austenita se transforma en bainita | Se evita la transformación por difusión | | Estructura final | Bainita, posiblemente con martensita o austenita retenida | Martensita, posiblemente con austenita retenida | | Revenido | No se requiere automáticamente como etapa definitoria | Requerido antes del servicio | El austemplado se define por la transformación bainítica deliberada durante el mantenimiento isotérmico. Strong evidence El austempering se define por la formación deliberada de bainita. Después de la austenitización, el acero se templa en un medio mantenido dentro de un intervalo de temperaturas en el que la austenita puede transformarse isotérmicamente en bainita. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describe el austempering como el temple en un medio mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C, seguido de un mantenimiento hasta que se forma bainita. El intervalo útil preciso depende del grado; los elementos de aleación desplazan la cinética de transformación, y los productos de bainita superior e inferior no tienen necesariamente propiedades idénticas. Por tanto, el tiempo de mantenimiento es un requisito metalúrgico, no simplemente un método para reducir las diferencias de temperatura. Si la pieza se retira antes de que se produzca la reacción bainítica prevista, el proceso no ha producido una estructura completamente austemperizada. Dependiendo del programa, el material final puede contener bainita con martensita, austenita retenida o regiones no transformadas. Un estudio de 2020 sobre austempering de corta duración y baja temperatura en un acero de baja aleación y contenido medio de carbono informó de la presencia de nanobainita, martensita y austenita retenida; sus coeficientes de desgaste fueron hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado. Este resultado corresponde al acero y al programa estudiados, no a todos los grados sometidos a austempering. Temperatura de inicio de la martensita (Ms) **Temperatura de inicio de la martensita (Ms)** La temperatura a la que comienza la transformación martensítica durante el enfriamiento bajo una composición y un historial térmico definidos. El martempering tiene un objetivo diferente. El baño se selecciona justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita del acero, que suele expresarse como Ms. La pieza permanece allí solo hasta que las temperaturas de su superficie y de su núcleo se aproximan lo suficiente. Después se enfría a través del intervalo de formación de martensita, normalmente al aire o bajo otra condición de enfriamiento controlada. La martensita se forma durante esta etapa posterior de enfriamiento y no durante el mantenimiento en el baño. La *Heat Treating Subject Guide* de ASM de 2020 describe esta secuencia y establece que posteriormente el acero debe someterse a revenido antes de entrar en servicio. El objetivo es reducir la diferencia de temperatura entre la superficie y el interior antes de que se produzca la deformación de transformación de la martensita. La contracción térmica y la expansión de transformación se desarrollan entonces con una discrepancia temporal menos pronunciada, lo que puede reducir la distorsión y el agrietamiento en comparación con un temple directo. El martempering no elimina las tensiones de temple ni sustituye al revenido. La martensita sin revenir puede presentar una dureza elevada, pero también una tenacidad deficiente y tensiones residuales excesivas. La distinción puede verificarse en lugar de suponerse. Un examen metalográfico puede identificar bainita, martensita y austenita retenida, mientras que los ensayos de dureza, la inspección dimensional y, cuando sea necesario, la medición de la austenita retenida permiten comprobar si se ha alcanzado el resultado especificado. El programa térmico debe contrastarse con los datos de transformación en enfriamiento continuo y de transformación isotérmica del grado. La temperatura del baño por sí sola no constituye una evidencia suficiente. ### Comparación concisa de la finalidad de cada proceso El austempering mantiene el acero a una temperatura de transformación bainítica durante el tiempo suficiente para que la austenita se convierta en bainita. Su acontecimiento definitorio tiene lugar durante el mantenimiento isotérmico. Dependiendo del grado y de la geometría, la estructura resultante puede proporcionar un equilibrio útil entre dureza, tenacidad, comportamiento frente a la fatiga y estabilidad dimensional. En AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados, una investigación de SAE publicada en 2013 utilizó temperaturas de austempering de 260, 288 y 304 °C, y registró una distorsión significativamente menor que en las probetas cementadas, templadas y revenidas. El resultado respalda la selección del proceso para esas condiciones ensayadas; no constituye una clasificación universal de los tratamientos. Igualar la temperatura del acero justo por encima del intervalo martensítico antes de un enfriamiento más lento puede reducir el agrietamiento con una pérdida mínima de dureza. Strong evidence El martempering mantiene el acero por encima de Ms durante el tiempo suficiente para igualar la temperatura y, posteriormente, permite una transformación martensítica controlada durante el enfriamiento. Su acontecimiento definitorio es la igualación de la temperatura antes de la formación de martensita, seguida del revenido. El estudio de 1946 sobre el intervalo de temperaturas de formación de martensita describió directamente esta base: templar hasta justo por encima del intervalo de formación de martensita y después enfriar más lentamente puede reducir el agrietamiento con una pérdida mínima de dureza. El austempering plantea la pregunta: «¿Puede este acero transformarse en la estructura bainítica requerida dentro del tiempo disponible y del intervalo de temperaturas establecido?». El martempering plantea otra: «¿Puede esta sección igualar su temperatura por encima de Ms antes de transformarse en martensita?». La templabilidad del acero, el tamaño de la sección, el retraso de transferencia, el control del baño y el tiempo de mantenimiento responden a esas preguntas. Llamar a ambos tratamientos «temple en caliente» oculta la respuesta y puede dar lugar a una especificación incorrecta, una microestructura incorrecta o la omisión de una operación de revenido. ## El punto de partida metalúrgico: austenita, diagramas TTT y Ms El austempering y el martempering parten de la misma condición metalúrgica: la austenita. La diferencia entre ambos procesos aparece posteriormente, cuando el acero austenitizado sigue una trayectoria diferente de temperatura y tiempo. La austenita posee una estructura cristalina cúbica centrada en las caras y puede disolver una cantidad de carbono considerablemente mayor que la ferrita. Por tanto, el calentamiento hasta el intervalo austenítico prepara el carbono y los elementos de aleación para una transformación controlada durante el enfriamiento. Si el acero no se austenitiza completa o adecuadamente, ninguno de los dos tratamientos seguirá el programa de transformación previsto. ### Austenización y disolución de las fases preexistentes La austenización implica más que alcanzar el valor programado del horno. La pieza debe calentarse lo suficiente por encima de la temperatura crítica correspondiente, mantenerse el tiempo necesario para que la sección alcance una temperatura uniforme y tratarse a una temperatura que disuelva las fases preexistentes requeridas sin provocar un crecimiento excesivo del grano de austenita. La temperatura adecuada depende de la composición, el tamaño de la sección, la microestructura inicial y las propiedades finales requeridas. En un acero hipoeutectoide, el calentamiento por encima de la temperatura crítica superior transforma la ferrita y la perlita en austenita. En un acero hipereutectoide, el tratamiento suele seleccionarse para disolver la perlita y una fracción adecuada de la cementita proeutectoide, aunque quizá no sea conveniente disolver por completo los carburos. Los carburos de aleación añaden otra complejidad. El cromo, el molibdeno, el vanadio y otros elementos formadores de carburos pueden disolverse lentamente o permanecer parcialmente sin disolver a las temperaturas de austenización habituales. Su disolución modifica el contenido de carbono y de elementos de aleación de la austenita, lo que a su vez cambia la templabilidad, la cinética de transformación y la temperatura de inicio de la martensita. AISI 52100 ilustra por qué es importante una interpretación específica para cada calidad. Su población de carburos ricos en cromo y su elevado contenido de carbono hacen que el programa de austenización sea diferente del correspondiente a un acero al carbono simple. Un tratamiento que produce una austenita adecuada en AISI 52100 no puede transferirse automáticamente a AISI 8620 o AISI 4320. La superficie cementada de AISI 8620, 8822 o 4320 también presenta un gradiente de carbono, por lo que la superficie y el núcleo no poseen necesariamente las mismas temperaturas de transformación ni las mismas fracciones martensíticas. El tiempo de mantenimiento produce dos efectos opuestos. Un tiempo insuficiente puede dejar perlita, ferrita o carburos sin disolver y producir una composición no uniforme de la austenita. Un tiempo excesivo favorece el engrosamiento del grano, la oxidación, la descarburación y un mayor cambio dimensional. El tamaño de grano de la austenita previa afecta al número de sitios de nucleación disponibles para las transformaciones difusivas y puede modificar la templabilidad. Una austenita de grano grueso puede retrasar la formación de perlita o bainita durante el enfriamiento, mientras que una estructura de grano fino suele transformarse más fácilmente por difusión. El tamaño de grano también puede desplazar las temperaturas de transformación medidas, incluida Ms, aunque su efecto suele ser menor que el del contenido de carbono y la composición de la aleación. La austenización también establece la condición inicial para el diagrama de temperatura-tiempo. Una curva TTT obtenida después de una determinada temperatura de austenización, un tiempo de mantenimiento y un tamaño de grano no describe necesariamente un acero austenitizado con otro programa. El historial térmico es importante antes incluso de que comience el temple. ### Los campos de transformación de perlita, bainita y martensita Un diagrama de transformación tiempo-temperatura representa los productos que se forman cuando la austenita se lleva rápidamente a una temperatura seleccionada y se mantiene allí. Sus conocidas curvas en forma de “C” muestran el inicio y el final de las transformaciones difusivas, pero las curvas corresponden a un acero específico y a una condición de austenización específica. Un diagrama genérico de hierro-carbono puede explicar los conceptos, pero no puede especificar el programa aplicable a todas las calidades de ingeniería. A temperaturas de transformación más elevadas, la austenita puede formar perlita. El carbono se difunde a distancias relativamente grandes y produce ferrita y cementita alternadas. A temperaturas más bajas, la difusión es más lenta y la perlita resultante es más fina. La transformación aún requiere tiempo. Si el enfriamiento atraviesa el campo de la perlita con demasiada lentitud, una parte o la totalidad de la austenita puede transformarse antes de que el acero alcance el intervalo bainítico o martensítico. La bainita se forma a temperaturas inferiores al intervalo de la perlita y superiores a la temperatura a la que comienza la transformación martensítica, aunque los campos exactos se solapan de manera diferente según la aleación. Su formación implica una redistribución del carbono y un componente displacivo, y produce bainita ferrítica con precipitación de carburos o patrones de retención que dependen de la temperatura y de la composición del acero. La bainita superior y la bainita inferior no son estructuras intercambiables. La temperatura de mantenimiento, la actividad del carbono, los elementos de aleación y el tiempo necesario para completar la transformación afectan a su morfología y sus propiedades. El campo de transformación determina el producto del proceso. | Campo de transformación | Producto típico | Operación definitoria | |---|---|---| | Intervalo perlítico | Perlita | Enfriamiento o mantenimiento en el que la ferrita y la cementita se forman por difusión | | Intervalo bainítico | Bainita | Mantenimiento isotérmico hasta que se transforma la fracción de austenita requerida | | Intervalo martensítico | Martensita | Enfriamiento por debajo de Ms mediante una transformación mayormente sin difusión | El austempering conduce intencionadamente el acero austenitizado al intervalo de transformación bainítica y lo mantiene allí hasta que se transforma la fracción requerida de austenita. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describió el austempering como un temple en un medio mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C, seguido de un mantenimiento hasta la formación de bainita. Ese intervalo constituye una descripción útil del experimento referido, no un intervalo universal para todas las calidades. El estudio publicado en ACS Omega en 2024 establece directamente la diferencia entre ambos procesos: el austempering mantiene el acero austenitizado a una temperatura de transformación bainítica, mientras que el martempering lo mantiene brevemente justo por encima de Ms antes de enfriarlo al aire. La martensita es diferente. Se forma cuando la austenita se enfría por debajo de Ms mediante una transformación de cizallamiento predominantemente sin difusión. El carbono queda atrapado en la red de martensita sobresaturada, tetragonal centrada en el cuerpo, y la transformación produce un cambio rápido de volumen. La cantidad de martensita aumenta a medida que continúa el enfriamiento a través del intervalo de formación de martensita, que suele describirse mediante Mf, la temperatura final de la martensita. Puede quedar austenita sin transformar si Mf se encuentra por debajo de la temperatura ambiente o si los elementos de aleación deprimen el intervalo de transformación. Por tanto, la curva de enfriamiento debe compararse con la cinética de transformación, no únicamente con los nombres de los baños. Un diagrama de transformación en enfriamiento continuo muestra si una velocidad de enfriamiento real evita las narices de la perlita y la bainita. Un diagrama TTT muestra el comportamiento isotérmico y resulta útil para comprender los tratamientos con mantenimiento, pero no reproduce directamente la trayectoria térmica de una pieza grande que atraviesa aceite, sal, polímero o aire. El centro y la superficie de una sección también pueden seguir curvas diferentes. En consecuencia, la dureza y la distribución de fases dependen de las velocidades de enfriamiento locales, además de la temperatura nominal del baño. ### Temperatura de inicio de la martensita e intervalo de transformación Ms es la temperatura a la que comienza la transformación martensítica durante el enfriamiento bajo un conjunto definido de condiciones. No es una constante universal del “acero”. En general, el carbono reduce Ms porque estabiliza la austenita; los elementos de aleación, como el manganeso, el níquel, el cromo y el molibdeno, también pueden modificar la estabilidad de la austenita y desplazar el intervalo de transformación. La concentración de carbono puede variar entre la capa cementada y el núcleo de bajo carbono, lo que proporciona valores de Ms diferentes para ambas regiones. El tamaño de grano de la austenita previa, la temperatura de austenización, los carburos disueltos, las tensiones residuales y el historial previo de calentamiento y enfriamiento también pueden afectar a las temperaturas medidas de inicio y final. La austenita retenida, la segregación y las variaciones químicas locales complican aún más las mediciones prácticas. Por consiguiente, el valor de Ms indicado en un diagrama está vinculado a una composición y un historial térmico especificados, no simplemente al nombre de una calidad. El martempering utiliza esta dependencia de la temperatura de forma controlada. ASM Handbook Volume 4A (2013) lo define como un temple interrumpido con aceite o sal e identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control. El baño se selecciona justo por encima de Ms para que la pieza pueda igualar internamente su temperatura antes de que comience la martensita. Después se enfría a través del intervalo martensítico, normalmente en aire, y debe revenirse antes de entrar en servicio. El breve mantenimiento destinado a igualar la temperatura pretende reducir la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo; no es un mantenimiento bainítico. El austempering persigue el objetivo de transformación opuesto. Mantiene la pieza el tiempo suficiente en el campo bainítico para que la austenita se convierta en bainita, en lugar de limitarse a igualar la temperatura por encima de Ms. Un estudio de 2020 sobre austempering a baja temperatura informó de la presencia de nanobainita, martensita y austenita retenida, con coeficientes de desgaste hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado bajo las condiciones de ensayo indicadas. Ese resultado no puede atribuirse a todos los aceros, geometrías o programas de tratamiento. Sí demuestra por qué el campo de transformación y el tiempo de mantenimiento deben verificarse para la calidad concreta. SAE AMS-H-6875C (2020) cubre los requisitos de tratamiento térmico para cuatro clases de acero y permite el austempering, el temple ausbay y el martempering cuando se especifican. Tal autorización no hace que los procesos sean intercambiables. La especificación aplicable, el diagrama específico de la calidad, el tamaño de la sección y el historial térmico medido determinan si el producto previsto es bainita, martensita después del martempering o una mezcla no deseada. ## Cómo funciona el austemplado: temple, mantenimiento y transformación bainítica El austemplado es un ciclo de tratamiento térmico isotérmico diseñado para transformar la austenita en bainita. No es simplemente otro nombre para el martemplado. La distinción depende de lo que ocurre durante el mantenimiento: el austemplado mantiene el acero el tiempo suficiente para que se produzca una transformación bainítica planificada, mientras que el martemplado lo mantiene únicamente el tiempo necesario para que la temperatura se vuelva casi uniforme antes de enfriarlo por debajo de la temperatura de inicio de la martensita, o Ms, para formar martensita. #### Secuencia de austemplado 1. **Austenización** Caliente la pieza de trabajo para que la porción requerida se convierta en austenita. 2. **Transferencia** Trasládela rápidamente a un baño controlado sin que se forme una cantidad significativa de perlita. 3. **Mantenimiento bainítico** Mantenga la temperatura seleccionada hasta que ocurra la reacción requerida de austenita a bainita. 4. **Enfriamiento final** Enfríe hasta la temperatura ambiente, permitiendo que permanezca cualquier martensita o austenita retenida especificada. El ciclo comienza calentando la pieza por encima de su intervalo crítico de transformación, de modo que la parte requerida de la estructura se convierta en austenita. La temperatura y el tiempo de austenización dependen del tipo de acero, el tamaño de la sección, la microestructura previa y la distribución de carbono requerida. Un calentamiento excesivo puede aumentar el tamaño de grano de la austenita o disolver carburos destinados a permanecer, mientras que un calentamiento insuficiente puede dejar ferrita o constituyentes sin disolver que modifiquen la respuesta final a la transformación. ![Austemplado y martemplado del acero](/images/uploads/6daadfb8-aba5-43ab-a051-e80de181fb04/wiki-inline-a-steel-gear-entering-a-controlled-molten-salt-bath-during-austempering-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/6daadfb8-aba5-43ab-a051-e80de181fb04/wiki-inline-a-steel-gear-entering-a-controlled-molten-salt-bath-during-austempering-2027x2560.avif "Ampliar imagen — Austemplado y martemplado del acero")Rapid transfer helps the workpiece reach the selected bainitic range without unwanted pearlite formation. ### Temple en el intervalo bainítico Después de la austenización, el acero se transfiere rápidamente a un baño mantenido dentro del intervalo de transformación bainítica. En muchos aceros, este intervalo se sitúa aproximadamente entre 200 y 400 °C, aunque la ventana de temperatura utilizable depende del tipo de acero y no es fija. Un estudio sobre AISI 52100 define el austemplado en estos términos: enfriamiento desde la temperatura de austenización hasta un medio mantenido entre aproximadamente 200 y 400 °C, seguido de un mantenimiento hasta que se forme bainita. La transferencia debe ser suficientemente rápida para atravesar la región perlítica sin permitir que una cantidad significativa de austenita se transforme durante el enfriamiento. Se trata de un problema de tiempo y temperatura. El acero debe atravesar la «nariz» perlítica de su diagrama de transformación tiempo-temperatura antes de alcanzar el tiempo de incubación de la perlita. La templabilidad, el espesor de la sección, la disposición de la carga, la agitación del baño y la diferencia de temperatura entre la pieza y el baño influyen en que se cumpla esta condición. Un pasador pequeño puede entrar rápidamente en el intervalo bainítico; un diente de engranaje pesado o una placa gruesa pueden enfriarse de manera desigual, permitiendo que se forme perlita o ferrita en su interior aunque la superficie siga el ciclo previsto. El baño puede contener sal fundida, aceite u otro medio controlado de transferencia de calor adecuado para la temperatura especificada. El nombre del baño no define el proceso. Un baño de sales puede utilizarse tanto para un ciclo de austemplado como para uno de martemplado, dependiendo de su temperatura y de la duración del mantenimiento. El estudio de ACS Omega publicado en 2024 establece directamente esta distinción para las mezclas de sales fundidas Ca(NO₃)₂–KNO₃: el austemplado mantiene el acero austenizado a una temperatura de transformación bainítica hasta que la austenita se convierte en bainita, mientras que el martemplado mantiene brevemente la pieza justo por encima de Ms antes de enfriarla al aire. El control de la temperatura debe tener en cuenta el calor liberado y absorbido durante la transformación, así como la carga que entra en el baño. La agitación reduce los gradientes térmicos locales y ayuda a evitar que una capa límite más fría o más caliente modifique el ciclo efectivo. A menudo se necesitan termopares, calibración del baño y ensayos con cargas representativas para comprobar que el núcleo, la superficie y las distintas posiciones de la carga siguen realmente la trayectoria prevista. El proceso es sensible al tamaño de la sección porque el baño puede igualar la temperatura de la superficie antes de que el centro haya alcanzado la misma temperatura. Normalmente, el baño de austemplado se selecciona por encima de la temperatura Ms efectiva del acero cuando el producto previsto es bainita convencional. A este nivel, la austenita puede transformarse mediante un mecanismo asistido por difusión y dominado por cizallamiento sin producir martensita de inmediato. Enfriar por debajo de Ms antes de completar la transformación bainítica planificada modifica el resultado: la austenita no transformada puede convertirse entonces en martensita, produciendo una estructura mixta. ### Mantenimiento hasta alcanzar la transformación requerida de la austenita Una vez que la pieza alcanza la temperatura del baño, se mantiene isotérmicamente. Durante esta etapa, la bainita nuclea en los límites de grano de la austenita u otros sitios favorables y crece hacia la austenita circundante. El carbono es rechazado desde la ferrita bainítica hacia la austenita restante, modificando la estabilidad y la composición de ambas regiones. La velocidad de transformación depende de la temperatura, la composición de la aleación, el tamaño de grano de la austenita previa y la cantidad de bainita ya formada. El tiempo de mantenimiento no se selecciona mediante una regla universal como «una hora por pulgada». Debe basarse en datos de transformación, ensayos de proceso validados o un diagrama de transformación tiempo-temperatura adecuado. Un mantenimiento corto puede dejar intencionadamente una parte de la austenita sin transformar. Si posteriormente el acero se enfría por debajo de Ms, esa austenita residual puede formar martensita. Un mantenimiento más prolongado puede convertir en bainita la mayor parte o casi toda la austenita transformable, reduciendo la fracción martensítica posterior. Ambos ciclos pueden ser correctos, pero producen diferentes valores de dureza, tenacidad, respuesta dimensional y niveles de austenita retenida. Transformación incompleta **Transformación incompleta** Condición en la que la reacción bainítica termina antes de que se haya convertido toda la austenita transformable, dejando posible austenita retenida o martensita formada posteriormente. La transformación también puede detenerse antes de que toda la austenita se convierta en bainita, porque el enriquecimiento de carbono estabiliza la austenita restante. Esta condición suele denominarse transformación incompleta o reacción incompleta. En algunos aceros aleados, la austenita residual enriquecida es deseable porque puede acomodar la deformación y mejorar la tenacidad; en otras aplicaciones, un exceso de austenita retenida puede provocar cambios dimensionales durante el servicio o durante un enfriamiento posterior. Por lo tanto, la especificación debe definir no solo la temperatura del baño, sino también la constitución de fases permitida y el método de verificación. Temperatura de austemplado (°C) Temperaturas de austemplado notificadas para los tres aceros de baja aleación cementados. El austemplado puede reducir la distorsión porque el acero evita el cambio volumétrico brusco y no uniforme asociado con el temple directo para formar martensita. Un estudio de SAE de 2013 sobre AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados informó una distorsión significativamente menor en las probetas cementadas y austempladas que en las probetas cementadas, templadas y revenidas. Las temperaturas de austemplado indicadas fueron 260, 288 y 304 °C. Estos resultados se aplican a las composiciones químicas, geometrías y condiciones de ciclo ensayadas; no establecen la misma reducción para todos los componentes cementados. El final del mantenimiento puede determinarse mediante una fracción mínima requerida de bainita, un intervalo de dureza, un límite dimensional o un requisito metalográfico. El acero bainítico austemplado no requiere automáticamente el mismo paso de revenido que la martensita. En cambio, el acero martemplado se enfría por debajo de Ms para formar martensita y posteriormente debe revenirse antes de entrar en servicio. Aun así, puede especificarse un tratamiento de alivio de tensiones a baja temperatura para una pieza austemplada, pero se trataría de un requisito independiente y no del paso de transformación que define el proceso. ![Austemplado y martemplado del acero](/images/uploads/4ebd67e1-7258-4046-8ce3-01cbf4ec6311/wiki-inline-a-steel-bar-during-martempering-showing-surface-and-core-temperature-equalizatio-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/4ebd67e1-7258-4046-8ce3-01cbf4ec6311/wiki-inline-a-steel-bar-during-martempering-showing-surface-and-core-temperature-equalizatio-1920x1434.avif "Ampliar imagen — Austemplado y martemplado del acero")Martempering reduces the surface-to-core temperature difference before martensitic transformation begins. ### Bainita superior, bainita inferior y productos mixtos La temperatura del baño influye notablemente en la forma de la bainita. La bainita superior se forma generalmente en la parte más alta del intervalo bainítico. Está constituida por haces o listones de ferrita bainítica con regiones enriquecidas en carbono entre ellos, donde pueden precipitar carburos. Su morfología y distribución de carburos difieren de las de la bainita inferior, que se forma a temperaturas más bajas. La bainita inferior se desarrolla a temperaturas más próximas a Ms. El carbono dispone de menos tiempo y movilidad para repartirse en la austenita circundante, y los carburos pueden precipitar dentro de las placas o listones de ferrita bainítica. Esta estructura más fina puede proporcionar un equilibrio diferente de dureza, resistencia y tenacidad respecto de la bainita superior. La transición entre bainita superior e inferior no se produce a una única temperatura universal, porque los elementos de aleación desplazan los intervalos de transformación y modifican la precipitación de carburos. El austemplado de corta duración y baja temperatura produjo coeficientes de desgaste hasta un 50 % menores que el acero martensítico templado en el estudio notificado. Limited evidence El austemplado a temperaturas muy bajas puede producir estructuras que no se describen adecuadamente como un único producto bainítico completamente transformado. Un estudio de 2020 sobre el austemplado de corta duración a baja temperatura en un acero de baja aleación y contenido medio de carbono informó de la presencia conjunta de nanobainita, martensita y austenita retenida. Los coeficientes de desgaste indicados fueron hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado en las condiciones de ensayo del estudio. Esta cifra constituye evidencia para el acero y el método de desgaste ensayados, no una garantía general de comportamiento. Los productos mixtos aparecen cuando el mantenimiento se detiene deliberadamente antes de que se complete la reacción bainítica, cuando la temperatura seleccionada se aproxima al límite inferior de transformación o cuando la sección no puede enfriarse uniformemente. Durante el enfriamiento posterior, la austenita no transformada puede convertirse en martensita; una parte puede permanecer como austenita retenida si el enriquecimiento de carbono reduce su Ms efectiva. Por lo tanto, la estructura final puede contener bainita superior, bainita inferior, martensita, austenita retenida y, si la transferencia fue demasiado lenta, perlita. La cualificación del proceso debe examinar la dureza, el cambio dimensional, las fracciones de fases metalográficas y la austenita retenida cuando sea pertinente. La difracción de rayos X, la microscopía, la dilatometría y el examen de cargas seccionadas pueden confirmar si el producto real coincide con el ciclo previsto. SAE AMS-H-6875C, publicada en 2020, establece requisitos de tratamiento térmico para cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando así se especifica. Esta autorización no sustituye al desarrollo de un ciclo específico para cada tipo de acero. La designación del acero, la templabilidad, el tamaño de la sección, la capacidad del baño y los criterios de aceptación siguen determinando si el ciclo de austemplado elegido tiene éxito desde el punto de vista metalúrgico. ## Cómo funciona el martemplado: igualación por encima de Ms y posterior formación de martensita El martemplado es un temple interrumpido diseñado para controlar cuándo y dónde se forma la martensita. No es austemplado con otro nombre. En el austemplado, la austenita se mantiene dentro del intervalo de transformación bainítica hasta que una parte significativa o prevista de ella se transforma en bainita. En el martemplado, el mantenimiento se realiza justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, o **Ms**, y es lo bastante breve como para evitar una transformación difusiva no deseada. Después de que la temperatura se ha igualado en todo el acero, la pieza se enfría a través del intervalo de formación de martensita. Por tanto, la estructura final es martensítica, no bainítica, y permanece sin revenir hasta una operación de revenido independiente. ### Temple interrumpido por encima del inicio de la martensita El *ASM Handbook*, Volume 4A, describe el martemplado como un temple interrumpido utilizando aceite o sal. Primero, el acero se calienta hasta su temperatura de austenización especificada, en la que se establecen la estructura austenítica prevista y la distribución del carbono. A continuación, se transfiere rápidamente a un baño mantenido a una temperatura justo por encima de Ms. El baño debe extraer el calor con la suficiente rapidez para evitar la perlita u otros productos de transformación a alta temperatura, pero la interrupción impide que la superficie alcance una temperatura mucho menor que la del núcleo antes de que comience la formación de martensita. Ms no es una temperatura universal para todos los aceros. Depende del contenido de carbono, de los elementos de aleación, del estado del grano austenítico, del historial térmico previo y, en algunos casos, de la cantidad de austenita retenida prevista después del enfriamiento. Por tanto, un acero al carbono simple y un acero de baja aleación cementado pueden requerir temperaturas de baño de martemplado diferentes. El baño se selecciona con un margen suficiente por encima de la Ms aplicable, no aplicando una única temperatura fija a todos los grados. Variables de control y riesgos de fallo del martemplado. | Variable | Requisito estándar de martemplado | Riesgo si no se controla | |---|---|---| | Temperatura del baño | Justo por encima de Ms | Formación prematura de martensita o bainita | | Duración del mantenimiento | Solo hasta que las temperaturas de la sección se aproximen a la uniformidad | Transformación por difusión no deseada | | Enfriamiento posterior al mantenimiento | Enfriamiento controlado a través del intervalo martensítico | Gradiente térmico excesivo o endurecimiento incompleto | | Revenido | Operación separada antes del servicio | Alta tensión y martensita sin revenir frágil | El período de mantenimiento es la interrupción que define el proceso. Debe durar lo suficiente para que disminuya la diferencia de temperatura entre la superficie y el centro, pero ser lo bastante breve para evitar la formación de bainita, perlita u otro producto difusivo. Este requisito distingue el martemplado del austemplado de forma más fiable que el nombre del baño. Un baño de sales fundidas puede utilizarse para cualquiera de los dos procesos; la trayectoria de transformación y el programa de mantenimiento determinan cuál de ellos se está realizando. El *ASM Handbook Volume 4A* de ASM International, publicado en 2013, identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control. Estas variables interactúan entre sí. Una agitación excesiva puede aumentar la extracción de calor en la superficie, mientras que una agitación insuficiente puede producir diferencias locales de temperatura en el baño. Un baño nominalmente por encima de Ms, pero mal controlado, aún puede generar un programa de transformación desigual en una carga grande. #### Precaución con el martemplado Si la pieza de trabajo alcanza Ms durante el mantenimiento de igualación, puede formarse martensita antes de que la sección se haya igualado. Si el mantenimiento es demasiado prolongado o demasiado frío, puede formarse bainita. La temperatura debe mantenerse lo bastante alta como para suprimir la martensita durante el mantenimiento. Si la pieza alcanza Ms en el baño, la martensita puede comenzar a formarse antes de que la sección se haya igualado térmicamente. Si el mantenimiento es demasiado largo o la temperatura demasiado baja, puede formarse bainita. Esto constituye un fallo del proceso cuando la especificación exige martensita. ![Austemplado y martemplado del acero](/images/uploads/ff02ac68-e924-4981-b958-2d45f2f45df9/wiki-inline-metallographic-style-close-up-comparison-of-upper-bainite-lower-bainite-martensi-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/ff02ac68-e924-4981-b958-2d45f2f45df9/wiki-inline-metallographic-style-close-up-comparison-of-upper-bainite-lower-bainite-martensi-1920x1920.avif "Ampliar imagen — Austemplado y martemplado del acero")Austempering and martempering are distinguished by the structures formed during their different temperature holds and cooling stages. ### Igualación de la temperatura en toda la sección El temple convencional crea un gradiente térmico pronunciado. La superficie se enfría primero, mientras que el interior permanece más caliente y continúa expandiéndose térmicamente. Cuando la superficie atraviesa Ms, comienza a transformarse en martensita y se expande a medida que la austenita cambia de estructura cristalina. El núcleo aún puede ser austenítico y encontrarse a una temperatura diferente. Más tarde, cuando el núcleo se transforma, su expansión queda restringida por el material exterior ya transformado. Estas deformaciones contrapuestas generan tensiones internas, distorsión y, en ocasiones, grietas de temple. El martemplado modifica la secuencia temporal. La pieza caliente se templa en el baño, pero se mantiene por encima de Ms hasta que la temperatura es más uniforme desde el exterior hacia el centro. A continuación, la formación de martensita se inicia durante una etapa posterior de enfriamiento, en lugar de producirse mientras la superficie y el núcleo se encuentran a temperaturas muy diferentes. Reducir el gradiente de temperatura en el momento de la transformación disminuye la incompatibilidad entre la contracción térmica y la deformación de transformación. El beneficio es un menor riesgo de distorsión y agrietamiento, no la eliminación de ninguno de los dos. Una placa delgada, un diente de engranaje y un eje pesado no se igualan térmicamente a la misma velocidad. El espesor de la sección, la geometría, los orificios, los cambios bruscos de sección y el contacto entre piezas afectan al flujo de calor. También es importante la templabilidad del acero: el centro debe enfriarse a través del intervalo de transformación con la suficiente rapidez para evitar la perlita o la bainita si se requiere una estructura predominantemente martensítica. Un grado de alta templabilidad puede permitir una velocidad de enfriamiento más lenta después de la igualación, mientras que un grado de baja templabilidad puede requerir una interrupción más breve y un enfriamiento más rápido. El contenido de carbono y de aleantes también modifica Ms y la cinética de transformación. Por este motivo, la temperatura del baño y el tiempo de mantenimiento deben establecerse a partir del grado, el tamaño de la sección, la disposición de la carga y la respuesta térmica medida, en lugar de copiarse de una tabla genérica. \[2\] \[2\] **The Temperature Range of Martensite Formation**. Study on martensite formation, 1946. Source details supplied in the article; no URL provided El estudio de 1946 sobre el intervalo de temperaturas de formación de la martensita describió la justificación básica como un temple hasta justo por encima del intervalo de formación de martensita, seguido de un enfriamiento más lento. El método puede reducir el agrietamiento con una pérdida mínima de dureza, siempre que el acero permanezca libre de transformaciones difusivas no deseadas. «Más lentamente» no significa de manera arbitrariamente lenta; significa lo bastante despacio como para reducir el choque térmico y, al mismo tiempo, atravesar el intervalo de transformación a una velocidad adecuada para el acero. ### Enfriamiento al aire y etapa obligatoria de revenido Después de la igualación, la pieza se retira del aceite o de la sal y se enfría a través del intervalo de formación de martensita, normalmente al aire. La *Heat Treating Subject Guide* de ASM, de 2020, describe esta secuencia como el mantenimiento del acero justo por encima de Ms hasta que su temperatura se iguala, seguido de un enfriamiento al aire para formar martensita. Durante esta etapa, la austenita se transforma sin la marcada diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo asociada al temple directo. #### Requisito de servicio El martemplado no está completo cuando la pieza sale de la etapa de enfriamiento al aire. La martensita debe someterse al tratamiento de revenido separado especificado antes del servicio. La martensita resultante no está revenida. Este punto es esencial. El martemplado no incluye el revenido simplemente porque la pieza se haya enfriado por etapas. La martensita formada durante el enfriamiento al aire es dura y contiene una elevada tensión interna; también puede contener austenita retenida, dependiendo del acero y de la trayectoria de enfriamiento. La pieza debe someterse a un tratamiento de revenido independiente antes de entrar en servicio. El revenido reduce la tensión y la fragilidad, y ajusta la dureza, la resistencia, la tenacidad y la estabilidad dimensional conforme a la especificación. La temperatura y el tiempo de revenido dependen del grado y de las propiedades requeridas. A un acero para rodamientos de alto contenido de carbono, como AISI 52100, no se le puede asignar el mismo programa de revenido que a un grado cementante, como AISI 8620. Una capa cementada y un núcleo de bajo contenido de carbono también responden de manera diferente, por lo que deben comprobarse las propiedades requeridas en ambas regiones cuando corresponda. SAE AMS-H-6875C: *Heat Treatment of Steel Raw Materials* abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando se especifican. La designación del proceso por sí sola no establece la aceptación. El control de producción puede exigir el registro de las temperaturas de austenización y del baño, el tiempo de transferencia, el tiempo de interrupción, las condiciones de agitación, los registros de revenido, los ensayos de dureza, el examen metalográfico y las mediciones dimensionales. La verificación también debe buscar los modos de fallo que el programa pretende evitar. Los perfiles de dureza pueden revelar un núcleo blando causado por una templabilidad insuficiente o por una interrupción excesiva. La metalografía puede distinguir la martensita de la bainita e identificar perlita o una cantidad excesiva de austenita retenida. La inspección dimensional antes y después del tratamiento térmico muestra si la reducción de la tensión de transformación produjo la mejora esperada para la geometría real. Las etapas ordenadas de un ciclo estándar de martemplado. Por tanto, el proceso sigue una secuencia precisa: austenizar, templar rápidamente en aceite o sal mantenidos justo por encima de Ms, mantener solo hasta que la sección se iguale sin transformación difusiva, enfriar a través del intervalo de formación de martensita y revenir. Convertir el mantenimiento en un tratamiento de transformación bainítica cambia el proceso a austemplado. Cambiar la etapa de revenido posterior al temple no es opcional; sin ella, el acero martemplado es simplemente acero martensítico sin revenir, obtenido mediante una ruta controlada de formación. ## Microestructuras y propiedades: bainita frente a martensita revenida El austemplado y el martemplado pueden reducir las tensiones de temple, pero no producen la misma estructura final. En el austemplado, el acero austenitizado se enfría rápidamente hasta una temperatura a la que puede formarse bainita y se mantiene allí el tiempo suficiente para que se produzca la transformación prevista. El producto puede ser bainita superior, bainita inferior o una mezcla que aún contenga austenita no transformada y, después del enfriamiento final, martensita. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describe el intervalo de austemplado como aproximadamente 200–400 °C, manteniendo el acero hasta que se forme bainita. El martemplado sigue una trayectoria diferente. La pieza se mantiene brevemente en aceite o sal justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, lo que permite que la sección alcance una temperatura más uniforme antes de enfriarse a través del intervalo martensítico. La martensita resultante no está lista para el servicio: posteriormente debe someterse a revenido. La *Heat Treating Subject Guide* (2020) de ASM International indica directamente esta secuencia. El volumen 4A del *ASM Handbook* (2013) identifica la temperatura de austenitización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control. La distinción es importante porque la bainita y la martensita revenida adquieren resistencia mediante diferentes disposiciones de ferrita, carbono y carburos. Su dureza puede solaparse, pero la coincidencia de dureza no hace que su comportamiento mecánico sea intercambiable. ### Resistencia, dureza, tenacidad y ductilidad Constituyentes microestructurales relevantes para los dos tratamientos. | Constituyente | Mecanismo de formación | Consideraciones sobre las propiedades | |---|---|---| | Bainita superior | Transformación bainítica a mayor temperatura, con carburos comúnmente entre regiones ferríticas | Puede diferir de la bainita inferior en dureza y ductilidad | | Bainita inferior | Transformación a menor temperatura, con disposiciones de carburos más finas | Puede proporcionar un equilibrio diferente entre resistencia y tenacidad | | Martensita revenida | Redistribución del carbono y formación de carburos durante el revenido | La dureza y la tenacidad dependen en gran medida de la temperatura y el tiempo de revenido | | Austenita retenida | Austenita que permanece sin transformar después del enfriamiento | Puede transformarse durante el servicio, el rectificado o un enfriamiento posterior | La bainita consta de regiones ferríticas formadas mediante una transformación displaciva, con el carbono rechazado hacia la austenita o precipitado en forma de carburos, según la temperatura de transformación y la composición de la aleación. Por lo general, la bainita superior contiene listones o placas de ferrita con carburos entre ellos. La bainita inferior se forma a temperaturas más bajas y presenta carburos más finos dentro de las placas ferríticas o estrechamente asociados a ellas. La morfología exacta cambia con el contenido de carbono, las adiciones de elementos de aleación, la velocidad de enfriamiento y el tiempo de mantenimiento. La martensita revenida comienza como una fase tetragonal de cuerpo centrado, sobresaturada y sometida a una elevada deformación. Durante el revenido, el carbono sale de la martensita, se forman carburos de transición y posteriormente carburos más estables, y la matriz pierde gran parte de su tetragonalidad y de sus tensiones internas. La temperatura y la duración del revenido determinan hasta dónde progresa esta secuencia. Una temperatura de revenido baja puede conservar una dureza elevada y, al mismo tiempo, mantener una tensión residual considerable; una temperatura de revenido más alta suele reducir la dureza, pero mejora la tenacidad y la estabilidad dimensional. Una exposición prolongada puede producir un ablandamiento adicional o un endurecimiento secundario en aceros que contienen elementos como cromo, molibdeno o vanadio. Ni la bainita ni la martensita revenida presentan una ventaja universal en cuanto a dureza. La bainita inferior fina puede ser muy dura, mientras que la bainita superior puede ser más blanda y dúctil. Una estructura martensítica revenida a baja temperatura puede superar la dureza de una estructura bainítica determinada; sin embargo, un revenido más intenso puede proporcionar al acero martensítico una dureza menor y una mayor resistencia a la fractura. Antes de que una comparación tenga significado, deben especificarse el contenido de carbono, el tamaño de grano de la austenita previa, la templabilidad de la aleación, la temperatura de transformación y la cantidad de cada constituyente. La tenacidad sigue la misma regla. La ferrita bainítica puede proporcionar una combinación favorable de resistencia y resistencia al inicio de grietas cuando sus placas son finas y las películas de carburos están controladas. La bainita gruesa, la austenita no transformada o la martensita fresca de alto contenido de carbono formada durante el enfriamiento final pueden reducir dicha ventaja. La martensita revenida puede ofrecer una elevada tenacidad cuando el revenido alivia las tensiones y refina la distribución de carburos, pero un revenido insuficiente deja una estructura frágil. Un revenido excesivo puede sacrificar resistencia. La ductilidad no es simplemente consecuencia de elegir uno u otro proceso. Depende de la fracción volumétrica y la morfología de la bainita, la martensita, la austenita retenida, los carburos, las inclusiones y las posibles regiones ricas en carbono. Una estructura mixta puede mostrar un alargamiento útil y, aun así, contener constituyentes locales frágiles. Por tanto, la resistencia a la tracción, el límite elástico, la energía de impacto, la tenacidad a la fractura, el comportamiento frente a la fatiga y la resistencia al desgaste deben medirse por separado, en lugar de inferirse únicamente a partir de la dureza. La distorsión también puede diferir. Una investigación sobre AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados utilizó temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C, y notificó una distorsión significativamente menor que la observada en probetas cementadas, templadas y revenidas. Ese resultado refleja las geometrías y los ciclos de tratamiento de cementación ensayados, no una garantía general. El martemplado reduce los gradientes térmicos antes de que se forme la martensita, por lo que también puede reducir el agrietamiento y la distorsión en comparación con un temple directo, aunque la transformación martensítica sigue provocando un cambio de volumen. ### Austenita retenida y mezclas de transformación A menudo se describe el austemplado como un proceso que produce bainita, pero “bainítico” no significa necesariamente 100 % de bainita. Si el mantenimiento termina antes de que la austenita se haya transformado, la austenita restante puede persistir como austenita retenida o transformarse en martensita durante el enfriamiento posterior. El enriquecimiento en carbono de la austenita restante puede estabilizar una parte de ella a temperatura ambiente. El resultado puede ser bainita más austenita retenida, bainita más martensita o bainita con ambos constituyentes. Esta mezcla afecta intensamente a las propiedades. La austenita retenida puede mejorar la ductilidad aparente y absorber la deformación de transformación, pero también puede transformarse bajo carga, durante el rectificado o durante el servicio. Esa transformación puede causar cambios dimensionales, endurecimiento local o tensiones residuales. La martensita formada a partir de austenita no transformada después del mantenimiento de austemplado puede ser más dura y frágil que la bainita formada en el baño. La difracción de rayos X, la metalografía, la dilatometría y el mapeo de dureza pueden ayudar a identificar estos constituyentes; un único valor de dureza global no puede hacerlo. \[3\] \[3\] [**Short-term low-temperature austempering in medium-carbon low-alloy steel**](https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6). Metal and Materials International, 2020. El estudio de 2020 sobre austemplado de corta duración y baja temperatura en un acero de baja aleación y medio carbono ilustra esta limitación. La estructura descrita contenía nanobainita, martensita y austenita retenida, en lugar de una sola fase. En las condiciones de ensayo, sus coeficientes de desgaste fueron hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado. Se trata de una comparación delimitada: se aplica al acero estudiado, la preparación de las probetas, el ciclo de austemplado, el contracuerpo, la carga y el ensayo de desgaste utilizados. No demuestra que todo acero austemplado vaya a presentar la mitad de la tasa de desgaste de cualquier acero templado y revenido. El martemplado también puede producir mezclas de transformación, pero su secuencia prevista es diferente. El mantenimiento de igualación por encima de la temperatura de inicio de la martensita debe ser lo bastante breve para evitar una formación significativa de bainita. Después del enfriamiento al aire a través del intervalo martensítico, el acero contiene martensita, a menudo con cierta cantidad de austenita retenida y posiblemente carburos no disueltos. El revenido modifica posteriormente la matriz martensítica y el estado de los carburos. Si el tratamiento de austenitización disolvió demasiado carbono, o si el acero tiene una templabilidad elevada y la trayectoria de enfriamiento final no es adecuada, puede permanecer una cantidad considerable de austenita retenida. El artículo de SAE sobre martemplado modificado distingue este proceso al situar el baño de temple por debajo de la temperatura de inicio de la martensita para evitar la formación de bainita. Este detalle muestra por qué la temperatura del baño por sí sola no es una denominación de proceso suficiente: la relación entre la temperatura del baño, la temperatura de inicio de la martensita, el tiempo de mantenimiento y la trayectoria de enfriamiento controla las fases que realmente se forman. ### Por qué las afirmaciones sobre las propiedades deben especificar el grado El grado del acero determina la cinética de transformación. El acero para rodamientos AISI 52100, el acero de cementación AISI 8620, AISI 8822, AISI 4320 y un acero de baja aleación y medio carbono no comparten el mismo nivel de carbono, contenido de elementos de aleación, templabilidad, temperatura de inicio de la martensita, estabilidad de los carburos ni respuesta al revenido. Incluso dentro de una misma designación, el tamaño de la sección y la práctica de austenitización pueden modificar suficientemente la velocidad de enfriamiento en el centro como para producir estructuras diferentes. La especificación también establece el proceso permitido y los criterios de aceptación. SAE AMS-H-6875C, *Heat Treatment of Steel Raw Materials*, abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple en ausbay y el martemplado cuando así se especifica. Este permiso no asigna un único límite de dureza, tenacidad o austenita retenida a todos los grados. La especificación aplicable del material, el plano, el procedimiento de tratamiento térmico y el método de inspección deben proporcionar esos límites. Por tanto, una comparación válida debe indicar el grado o la composición química del acero, la temperatura de austenitización, el tiempo de transferencia, la temperatura del baño, la duración del mantenimiento, el método de enfriamiento, la temperatura y el tiempo de revenido, el tamaño de la sección y el método de ensayo. La dureza debe complementarse con un examen microestructural y, cuando corresponda, con la medición de la austenita retenida y la inspección dimensional. Sin esos detalles, afirmaciones como “el austemplado proporciona mayor tenacidad” o “el martemplado produce mayor dureza” son demasiado generales para ser técnicamente fiables. ## Control de la distorsión, el agrietamiento y las tensiones residuales ### Por qué el temple directo genera tensiones térmicas y de transformación El temple directo somete al acero austenitizado a un gradiente pronunciado de temperatura. La superficie entra primero en contacto con el refrigerante, se contrae mientras el núcleo permanece caliente y expandido y, por tanto, queda restringida por el interior más caliente. La superficie puede entrar en compresión durante la primera etapa del enfriamiento, mientras que el núcleo soporta tensiones de tracción. A medida que continúa el enfriamiento, el núcleo se contrae y el patrón de tensiones puede invertirse. Las secciones delgadas, las esquinas agudas, los orificios y los cambios de espesor de sección amplifican estas diferencias porque se enfrían a velocidades distintas. Tras la contracción térmica tiene lugar un segundo fenómeno: la austenita se transforma. En los aceros al carbono simples y de baja aleación, la martensita tiene un volumen específico mayor que la austenita matriz. La temperatura a la que comienza esta transformación es la temperatura de inicio de la martensita, o Ms. Si una capa superficial alcanza Ms mientras el núcleo aún es austenítico, la superficie se expande debido a la transformación martensítica mientras el núcleo continúa contrayéndose térmicamente. La expansión de transformación no es uniforme a través de la sección, por lo que se suma a la tensión térmica existente en lugar de sustituirla. El estado de tensiones resultante depende de la secuencia temporal. Por ejemplo, en un engranaje cementado, la transformación puede comenzar primero en su capa enriquecida en carbono, mientras que el núcleo, con menor contenido de carbono, se transforma más tarde o permanece parcialmente austenítico. En ese caso, una capa martensítica dura y relativamente frágil puede contener tensiones residuales de tracción, especialmente cerca de las discontinuidades geométricas. Esta combinación favorece la aparición de grietas de temple. Incluso cuando no se producen grietas, una contracción desigual alrededor de un taladro o a través de un diente puede generar ovalidad, descentramiento, flexión o cambios en la separación entre dientes. La severidad del enfriamiento es solo una parte del problema. La temperatura de austenización controla el tamaño de grano y la cantidad de carbono y elementos de aleación disueltos en la austenita; la agitación modifica el coeficiente de transferencia de calor; y la templabilidad determina si el núcleo se transforma en martensita o en productos más blandos, como bainita o perlita. El *ASM Handbook*, volumen 4A (2013), identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables importantes del martemplado. Esas mismas variables influyen en la distorsión producida por el temple directo, junto con la geometría, el patrón de carga, los dispositivos de sujeción y el estado de la capa cementada. ### Cómo el temple interrumpido modifica el historial de tensiones El martemplado modifica la secuencia de acontecimientos, en lugar de limitarse a seleccionar un baño diferente. La pieza de trabajo caliente y austenitizada se templa rápidamente en aceite o en una sal fundida mantenida justo por encima de su temperatura Ms. Se mantiene allí el tiempo suficiente para que la superficie y el núcleo alcancen una temperatura más uniforme, pero no durante el tiempo necesario para que se forme bainita o perlita. A continuación, la pieza se enfría a través del intervalo de formación de la martensita, normalmente al aire o bajo otra condición controlada de baja severidad, y se revenida antes de entrar en servicio. Esta igualación de temperatura reduce la diferencia térmica presente cuando comienza a formarse la martensita. La superficie y el núcleo siguen sin transformarse exactamente al mismo instante, y la transformación martensítica continúa produciendo expansión, pero el gradiente de temperatura y la restricción asociada son menores. Por tanto, el martemplado reduce la distorsión y la probabilidad de agrietamiento por temple; no elimina ninguna de las dos. Un componente complejo todavía puede deformarse si sus secciones presentan tiempos de enfriamiento diferentes, si el baño está mal controlado o si su templabilidad produce un patrón de transformación desigual. La *ASM Heat Treating Subject Guide* de 2020 describe directamente el ciclo: el acero se mantiene justo por encima de Ms hasta que se iguala la temperatura y después se enfría al aire para que se forme martensita, seguido del revenido. El revenido no es opcional en el servicio ordinario, porque la martensita recién templada presenta una tensión interna elevada y una resistencia limitada a la fractura. La temperatura y el tiempo finales deben adaptarse al tipo de acero, las dimensiones, el requisito de dureza y el estado de la austenita retenida. El austemplado tiene un propósito diferente. El acero austenitizado se templa en un baño mantenido dentro del intervalo de transformación bainítica —aproximadamente entre 200 y 400 °C, según la definición indicada para AISI 52100— y se mantiene allí hasta que la fracción requerida de austenita se transforma en bainita. El enfriamiento posterior produce una estructura bainítica, posiblemente con austenita retenida o martensita si el mantenimiento es incompleto. El estudio publicado en *ACS Omega* en 2024 distingue este ciclo del martemplado: el austemplado mantiene la pieza hasta que la austenita se convierte en bainita, mientras que el martemplado iguala brevemente la temperatura por encima de Ms y después permite que se forme martensita durante el enfriamiento. Puesto que la bainita se forma isotérmicamente una vez que la pieza ha alcanzado una temperatura de baño relativamente uniforme, el austemplado evita la severa secuencia térmica entre superficie y núcleo propia del temple directo. La transformación bainítica también distribuye su deformación durante el mantenimiento, en lugar de concentrar la expansión martensítica a través de un gradiente de temperatura en movimiento. En consecuencia, la distorsión y la tensión residual pueden ser menores, pero solo cuando la templabilidad del acero, el tamaño de la sección y la cinética de transformación permiten que toda la sección alcance el baño y complete la reacción prevista antes de que se forme perlita o martensita no deseada. Por tanto, martemplado y austemplado no son nombres intercambiables para un temple de distorsión reducida. El martemplado produce martensita y requiere un revenido posterior. El austemplado busca obtener bainita y utiliza un mantenimiento isotérmico suficientemente prolongado para lograrlo. Las especificaciones pueden permitir ambas rutas: SAE AMS-H-6875C (2020), que abarca el tratamiento térmico de cuatro clases de acero, enumera el austemplado, el temple *ausbay* y el martemplado cuando el requisito aplicable los especifica. El registro del proceso debe identificar la trayectoria real de temperatura-tiempo, no limitarse a indicar que la pieza fue “templada en sal”. ### La evidencia en aceros de baja aleación cementados El austemplado produjo menos distorsión que la cementación seguida de temple y revenido convencionales en las probetas ensayadas de AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320. Limited evidence El artículo de SAE “Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels”, SAE 2013-01-0949, examinó los aceros cementados AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320. La comparación se realizó entre probetas cementadas y austempladas y probetas cementadas, templadas de forma convencional y revenidas. Los tratamientos de austemplado utilizaron temperaturas de baño de 260, 288 y 304 °C. El resultado comunicado fue una distorsión significativamente menor en las probetas cementadas y austempladas. Este resultado concuerda con el mecanismo de generación de tensiones. La cementación crea un gradiente de carbono: la capa presenta mayor contenido de carbono, mayor templabilidad y una temperatura Ms diferente de la del núcleo. Durante el temple directo, la capa y el núcleo se enfrían y se transforman, por tanto, según ciclos diferentes. El austemplado sustituye esa secuencia martensítica rápida y espacialmente desigual por un mantenimiento bainítico controlado, una vez que el componente se ha aproximado a la temperatura del baño. La menor distorsión es creíble y coherente desde el punto de vista metalúrgico, pero no constituye un factor de corrección universal para todos los engranajes, ejes o pistas de rodamiento. La transferencia de estos resultados a otro componente depende, en primer lugar, de la geometría. Un anillo delgado puede igualar rápidamente su temperatura, mientras que el cubo grueso de un engranaje puede conservar un núcleo caliente después de que la capa haya alcanzado la temperatura del baño. AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 también difieren en su contenido de aleantes y su templabilidad, por lo que la misma temperatura de baño no garantiza las mismas fracciones de fase. La profundidad de capa, el carbono superficial, la austenita retenida, el estado de los carburos, el tamaño de grano de la austenita previa y la uniformidad de la cementación afectan tanto a la deformación de transformación como a la susceptibilidad al agrietamiento. Los dispositivos de sujeción y la carga también son importantes. Un componente restringido durante el enfriamiento puede mostrar un menor movimiento libre, pero adquirir una tensión residual mayor; un componente apoyado de forma más holgada puede deformarse más mientras alivia parte de esa tensión. Deben verificarse la composición del baño, la circulación, la separación entre las piezas cargadas, el tiempo de transferencia y la uniformidad de la temperatura. Los controles dimensionales antes y después del tratamiento térmico, los perfiles de dureza desde la capa hasta el núcleo, el examen metalográfico y las mediciones de tensión residual cuando sean necesarias proporcionan más información que suponer que un proceso denominado de cierta manera garantiza un resultado. ## Baños, transferencia de calor y control del proceso La selección del baño no define por sí sola el proceso. El austemplado y el martemplado pueden utilizar tanto sales como aceite, pero sus trayectorias de temperatura y objetivos de transformación son diferentes. En el austemplado, el acero austenizado se transfiere a un baño mantenido a una temperatura de transformación bainítica —aproximadamente entre 200 y 400 °C, según la descripción del AISI 52100 realizada por G. A. H. D. et al. (2013)— y se mantiene allí hasta que se forma bainita. En el martemplado, el acero se transfiere a un baño situado justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, se iguala la temperatura a través de toda la sección y después se enfría al aire para que la martensita se forme de manera más uniforme. Posteriormente, es necesario realizar un revenido. El volumen 4A del *ASM Handbook* (2013) proporciona un marco de control útil para el martemplado: temperatura de austenización, temperatura del baño, tiempo de mantenimiento, agitación y velocidad de enfriamiento. Estas variables también ponen de manifiesto por qué un proceso en baño puede producir resultados diferentes cuando se emplean ciclos de horno aparentemente similares. El grado de acero, el espesor de la sección, la templabilidad, la masa de la carga, el retraso de transferencia y el estado del baño determinan si realmente se alcanza la trayectoria térmica prescrita. ### Aceite, sales de nitrato-nitrito y mezclas de sales fundidas El aceite es conocido y práctico, pero su comportamiento de transferencia de calor cambia durante el temple. Cuando el acero caliente entra en el aceite, puede formarse una envoltura de vapor en la superficie. Esta etapa de película transfiere el calor de manera relativamente lenta y desigual; cuando la película colapsa, la ebullición nucleada puede extraer el calor mucho más rápidamente, seguida de un enfriamiento convectivo más lento. La agitación rompe la envoltura de vapor y desplaza el aceite más frío hacia la pieza. La temperatura y la viscosidad del aceite, su oxidación, la contaminación por agua, los lodos y la relación entre la masa de la carga y el volumen del baño modifican toda esta secuencia. Por tanto, dos tanques que contengan el mismo aceite nominal pueden producir curvas de enfriamiento diferentes. Un aceite envejecido puede presentar una viscosidad mayor o un comportamiento de humectación alterado. La contaminación por agua puede provocar ebullición localizada y, en casos graves, un incendio o un riesgo de expulsión relacionado con el vapor. Una cesta sobrecargada impide la circulación alrededor de las superficies, mientras que una carga caliente de gran tamaño eleva la temperatura del aceite y ralentiza la siguiente parte del temple. La variable pertinente no es simplemente el «temple en aceite», sino la respuesta de enfriamiento medida bajo las condiciones reales de carga y agitación. Los baños de sales de nitrato-nitrito generalmente transfieren el calor con rapidez porque el líquido humecta directamente el acero y no depende de una envoltura de vapor persistente del mismo modo que un temple en aceite. La convección dentro de la sal fundida puede mantener el baño relativamente uniforme, y la superficie del acero puede aproximarse rápidamente a la temperatura del baño. Esta transferencia rápida es valiosa cuando una pieza martemplada debe atravesar la región de perlita o bainita sin diferencias excesivas de temperatura entre su superficie y su núcleo. También ayuda a que las piezas austempladas alcancen la temperatura bainítica seleccionada antes de que la transformación avance de manera desigual. La sal no está exenta de mantenimiento. La composición de la sal, la oxidación, la humedad, el arrastre de sal, los lodos y la contaminación afectan al comportamiento de fusión, la viscosidad, la conductividad eléctrica y la transferencia de calor. Las mezclas de nitrato-nitrito también requieren controlar la temperatura de operación y el estado químico, ya que la descomposición y la contaminación pueden modificar el baño y crear riesgos de seguridad. Las piezas de trabajo deben estar secas antes de la inmersión; el agua introducida en la sal fundida puede vaporizarse violentamente. El estudio de ACS Omega realizado por Sun et al. (2024) examinó mezclas de sales fundidas de Ca(NO3)2–KNO3 y consideró la medición de la transferencia de calor una cuestión central. Su valor para la ingeniería de procesos no reside en declarar que una determinada proporción de nitrato de calcio y nitrato de potasio sea una receta universal de austemplado. Las distintas composiciones de sal tienen diferentes temperaturas liquidus, propiedades térmicas, viscosidades y rangos de utilización. Las mediciones del estudio ayudan a relacionar la composición y la temperatura del baño con el comportamiento de transferencia de calor, pero un ciclo de producción sigue requiriendo una curva de enfriamiento validada, datos de transformación específicos del acero y control del baño real. ### Efectos de la temperatura del baño, la agitación y la carga La temperatura del baño es una variable de transformación, no solo un ajuste del horno. En el austemplado, el baño debe permanecer dentro del intervalo en el que el acero seleccionado pueda transformarse en bainita a una velocidad aceptable. El mantenimiento continúa hasta que se ha producido la reacción requerida de austenita a bainita, según lo establecido mediante datos de transformación isotérmica tiempo-temperatura o mediante verificación metalográfica. En el martemplado, el baño normalmente se mantiene justo por encima del inicio de la martensita, обозначado a menudo como Ms, durante el tiempo suficiente para que la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo descienda hasta un nivel aceptable. Mantener la pieza durante demasiado tiempo o a una temperatura demasiado baja puede permitir la formación de bainita, frustrando el ciclo martensítico previsto. La agitación debe especificarse por método e intensidad, en lugar de describirse vagamente como una «buena circulación». El caudal de la bomba, la posición del impulsor, el movimiento de la pieza y el diseño de la cesta determinan si todas las superficies están expuestas a un movimiento comparable del fluido. Un movimiento excesivo puede dañar las piezas delicadas o arrastrar aire; un movimiento insuficiente deja regiones estancadas y aumenta las diferencias locales de enfriamiento. Los baños de sales normalmente necesitan circulación para extraer el calor de la carga y restablecer la uniformidad de temperatura, aunque su contacto directo proporcione una transferencia más rápida que la del aceite. A menudo se subestiman los efectos de la carga. Una sola probeta pequeña puede experimentar una temperatura del baño prácticamente constante, mientras que una cesta de producción puede reducir la temperatura del baño al introducirse y generar un periodo de recuperación. Las piezas exteriores de una carga densamente empaquetada pueden enfriarse de manera diferente a las piezas interiores porque la separación restringe el acceso del fluido. Las piezas deben estar suficientemente separadas para permitir el contacto con el baño y la circulación, y los dispositivos de sujeción deben estar diseñados para evitar el anidamiento, las marcas de contacto y la retención de sal. El patrón de carga utilizado durante la cualificación debe coincidir con el utilizado en producción. La medición de la temperatura también introduce variaciones. Un termopar del horno mide la atmósfera del horno o un dispositivo de sujeción cercano, no necesariamente el núcleo del acero. Un controlador del baño puede leer la temperatura en un punto próximo a un calentador, mientras que la región más fría se encuentra en otro lugar. Unos sensores independientes deben inspeccionar la zona de trabajo, y los termopares fijados a piezas representativas pueden establecer el retraso térmico real. En secciones gruesas, un termopar superficial puede indicar la entrada en el baño mientras el centro permanece considerablemente más caliente. Precisamente esa diferencia es la que el martemplado pretende reducir antes de que se forme la martensita. ### Severidad del temple y tiempo de transferencia La severidad del temple describe la rapidez con la que se extrae el calor del acero, pero la medida útil es la curva de enfriamiento completa a través del intervalo crítico de transformación. La agitación del aceite, la circulación de la sal, la temperatura del baño, la geometría de la pieza y la templabilidad del acero contribuyen a este proceso. Un acero de alta templabilidad puede formar martensita en una gran parte de su sección bajo condiciones que dejarían un grado de menor templabilidad parcialmente bainítico o perlítico. Las esquinas de la sección se enfrían rápidamente; los centros de gran espesor se enfrían lentamente. El mismo baño no puede garantizar la misma estructura en un pasador delgado y en un engranaje grueso. El retraso de transferencia comienza cuando la pieza sale del horno de austenización y termina cuando las superficies de trabajo quedan sumergidas. Durante ese intervalo, la superficie puede enfriarse al aire mientras el núcleo permanece cerca de la temperatura de austenización. El retraso también permite una transformación no deseada en grados susceptibles y hace que la primera pieza de un lote sea térmicamente diferente de la última. Las trayectorias de transferencia cortas y repetibles, los dispositivos de transferencia cubiertos y la manipulación sincronizada reducen esta fuente de variación. La recuperación del baño se produce después de la inmersión. La carga entrante extrae calor del baño y pueden desarrollarse zonas frías locales alrededor de una cesta sobrecargada. El controlador puede mostrar el valor de consigna mientras la zona de trabajo todavía se está recuperando. Un límite de recuperación definido —basado en la temperatura medida del baño en la ubicación de la carga— debe determinar cuándo puede entrar la siguiente carga. Sin ese límite, lotes consecutivos pueden recibir velocidades de enfriamiento diferentes a pesar de tener recetas nominales idénticas. El trabajo de 1946 sobre el intervalo de temperaturas de formación de la martensita explica el propósito del martemplado: templar hasta justo por encima del intervalo de formación de la martensita, permitir que las temperaturas se igualen y después enfriar más lentamente. Esto reduce las tensiones térmicas y de transformación, disminuyendo el riesgo de grietas y distorsión, con poca pérdida de dureza cuando el acero y la sección son adecuados. El austemplado responde a un requisito diferente: el baño debe permanecer estable durante todo el mantenimiento bainítico. Un estudio de 2020 sobre austemplado de corta duración y baja temperatura informó de la presencia de nanobainita, martensita y austenita retenida, con coeficientes de desgaste hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado, pero ese resultado no se transfiere automáticamente a otro grado o ciclo. \[4\] \[4\] [**Heat Treatment of Steel Raw Materials**](https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf). SAE International. SAE AMS-H-6875C, 2020. SAE AMS-H-6875C (2020) abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando así se especifica. Por tanto, el cumplimiento depende del grado, el ciclo, el equipo y la verificación especificados, no únicamente del nombre del baño. Para demostrar que realmente se produjo la transformación prevista, se necesitan registros de temperatura, registros del tiempo de transferencia, configuración de la carga, inspecciones del baño, dureza, inspección dimensional y metalografía. ## Martemplado modificado y su frontera con el austemplado ### Martemplado estándar frente a martemplado modificado Tanto el martemplado como el austemplado interrumpen el enfriamiento directo desde la temperatura de austenización hasta la temperatura ambiente, pero lo hacen por razones metalúrgicas diferentes. El austemplado está diseñado para producir bainita. El martemplado está diseñado para reducir las diferencias de temperatura antes de que se forme martensita, limitando así la distorsión y el agrietamiento por temple. En el martemplado estándar, el acero austenizado se templa en aceite o en una sal fundida mantenida justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita del acero, o **Ms**. La pieza permanece en ese baño solo el tiempo suficiente para que su superficie y su núcleo alcancen temperaturas similares. A continuación, se enfría a través del intervalo de transformación martensítica, normalmente mediante enfriamiento al aire. Puesto que la martensita se forma durante esta etapa final de enfriamiento, el proceso debe ir seguido de un revenido antes de poner la pieza en servicio. La *Heat Treating Subject Guide* (2020) de ASM International describe esta secuencia como un mantenimiento justo por encima de Ms, igualación de la temperatura, enfriamiento al aire para formar martensita y revenido posterior. La temperatura no se selecciona a partir de una tabla universal. Ms varía según el contenido de carbono, los elementos de aleación, el tamaño de grano de la austenita previa y el estado de la austenita. Una superficie cementada, por ejemplo, puede tener una Ms considerablemente menor que el núcleo, cuyo contenido de carbono es más bajo. El espesor de la sección también es importante, porque el calor abandona la superficie más rápidamente que el centro. Por tanto, el baño debe seleccionarse a partir de los datos de transformación del acero y del componente específicos, y no únicamente según una designación nominal de calidad. El Volumen 4A del *ASM Handbook* (2013) identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables que controlan el martemplado. Estas variables determinan si el componente se iguala térmicamente de forma segura, comienza a formar bainita, se transforma parcialmente en martensita dentro del baño o desarrolla tensiones térmicas y de transformación excesivas. Un mantenimiento breve y bien controlado es fundamental para el proceso estándar. El martemplado modificado cambia el lugar en el que se produce la interrupción. En la descripción del martemplado modificado de SAE, el baño de temple está por debajo de Ms, mientras que el martemplado estándar utiliza un baño por encima de Ms. Esta diferencia no constituye un ajuste menor de una operación por lo demás idéntica. Cambia el momento en que comienza a formarse la martensita y modifica la trayectoria térmica y de transformación experimentada por la pieza. Un baño por debajo de Ms puede provocar que la martensita comience a formarse mientras el acero todavía está sumergido. La pieza no se está enfriando simplemente hasta una temperatura de igualación más baja antes de una transformación posterior. Parte de la austenita puede transformarse durante el mantenimiento en el baño, y el resto puede transformarse durante el enfriamiento posterior. Las fracciones resultantes dependen de la templabilidad del acero, de la temperatura real del baño, del tiempo de permanencia en él y de la distribución de temperaturas a través de la sección. SAE AMS-H-6875C (2020), *Heat Treatment of Steel Raw Materials*, abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando así se especifica. Esta autorización no hace que los procesos sean intercambiables. Una especificación de proceso, un plano o un requisito del comprador aún debe identificar el ciclo previsto y los criterios de inspección. “Martemplado” por sí solo puede ser insuficiente si se pretende realizar un martemplado modificado. ### Por qué un baño por debajo de Ms cambia la trayectoria de transformación Ms marca aproximadamente el comienzo de una transformación de austenita en martensita sin difusión durante el enfriamiento. No significa que toda la austenita se convierta instantáneamente en martensita a una única temperatura fija. La transformación progresa a lo largo de un intervalo de temperaturas, y la cantidad formada depende principalmente de cuánto se enfríe el acero por debajo de Ms. El tiempo de mantenimiento también puede ser importante de forma indirecta: permite que el componente se iguale térmicamente mientras la transformación avanza de acuerdo con la temperatura local. Colocar el baño por debajo de Ms permite, por tanto, que la pieza entre en el intervalo martensítico antes de que su temperatura se haya igualado por completo. Esto puede reducir posteriormente la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo, pero lo hace mientras se desarrolla la deformación de transformación. El martemplado estándar retrasa la mayor parte de la formación de martensita hasta después de la igualación; el martemplado modificado acepta un inicio más temprano para obtener un equilibrio diferente entre los gradientes térmicos, las tensiones de transformación y la austenita retenida. La frontera con el austemplado está definida por la transformación de fase que se pretende durante el mantenimiento. El austemplado templa el acero austenizado hasta un intervalo de temperaturas en el que puede formarse bainita y lo mantiene allí hasta que se transforma la cantidad requerida de austenita. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describe el austemplado como un temple en un medio mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C, seguido de un mantenimiento hasta la formación de bainita. Asimismo, un estudio publicado en 2024 en ACS Omega distingue el austemplado, que mantiene la pieza a una temperatura de transformación bainítica, del martemplado, que realiza un mantenimiento breve justo por encima de Ms antes del enfriamiento al aire para formar martensita. Los intervalos de temperatura pueden solaparse en algunos aceros, por lo que la temperatura del baño por sí sola no puede establecer el nombre del proceso. Un baño a 300 °C puede producir bainita en una calidad, martensita en otra o una estructura mixta si el mantenimiento es demasiado breve o si las curvas de transformación se solapan. Las pruebas pertinentes proceden del comportamiento del acero en diagramas de transformación tiempo-temperatura o de transformación en enfriamiento continuo, así como de la verificación metalográfica. Un estudio de 2020 sobre austemplado de corta duración y baja temperatura en un acero de medio carbono y baja aleación informó de la presencia de nanobainita, martensita y austenita retenida. Sus coeficientes de desgaste fueron hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado, pero ese resultado corresponde a la composición, la geometría y el ciclo estudiados. No puede extrapolarse automáticamente a un componente martemplado. El austemplado puede reducir la distorsión porque la bainita se forma a una temperatura relativamente constante, en lugar de hacerlo dentro de un gradiente de temperatura no controlado. En AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados, un estudio de SAE publicado en 2013 encontró una distorsión significativamente menor en las probetas cementadas y austempladas que en las probetas cementadas, templadas y revenidas; las temperaturas de austemplado indicadas fueron 260, 288 y 304 °C. Esto constituye evidencia para un grupo concreto de aceros cementados, pero no demuestra que toda pieza austemplada vaya a deformarse menos. ### Cómo evitar la formación accidental de bainita El martemplado modificado se selecciona, en parte, para mantener la pieza fuera de la región de formación de bainita durante la interrupción. El baño debe estar por debajo de Ms, pero también debe situarse de modo que el mantenimiento no proporcione tiempo suficiente para que se desarrolle bainita. Si el baño se encuentra dentro de un intervalo en el que el acero presenta una cinética bainítica apreciable, o si la transferencia y el mantenimiento son lentos, la estructura puede contener bainita aunque la operación se haya denominado martemplado. Por eso, “modificado” no significa simplemente “utilizar un baño más frío”. El ciclo debe especificar las condiciones de austenización, el tiempo de transferencia, la temperatura del baño, la agitación, el tiempo máximo de mantenimiento, el método de enfriamiento y el tratamiento de revenido. La temperatura del baño debe medirse en la ubicación de la pieza, no suponerse a partir del ajuste del horno o del recipiente de sales. El tamaño de la carga y la circulación de la sal pueden generar variaciones locales suficientemente grandes como para modificar la trayectoria de transformación. El operador también necesita conocer la templabilidad del acero y los límites asociados al tamaño de la sección. Un acero de baja templabilidad puede formar perlita o bainita en el núcleo antes de que la pieza alcance la trayectoria martensítica prevista. Un acero de alta templabilidad puede retener una cantidad considerable de austenita después del enfriamiento, especialmente cuando el enriquecimiento de carbono o la cementación han reducido Ms. El revenido reduce posteriormente la fragilidad de la martensita y alivia las tensiones de transformación, pero no elimina la bainita que se haya formado durante un mantenimiento inadecuado. La verificación debe combinar el trazado de la dureza con la metalografía, la inspección dimensional y, cuando sea necesario, la medición de la austenita retenida. Un valor de dureza superficial por sí solo no permite distinguir, en todos los componentes, una estructura completamente martensítica de una estructura mixta de martensita y bainita. Por tanto, la frontera práctica la establecen el ciclo térmico especificado y las fases realmente producidas, no la etiqueta del baño. ## Grados de Acero, Templabilidad y Tamaño de la Sección El grado de acero determina si un ciclo de austemplado o martemplado propuesto puede producir la estructura prevista en toda la pieza. El contenido de carbono controla la cantidad de martensita que puede formarse, mientras que el cromo, el manganeso, el níquel, el molibdeno y otros elementos de aleación desplazan las curvas de transformación y aumentan la templabilidad. El tamaño de la sección determina entonces en qué medida el centro de la pieza sigue la temperatura del baño. Un ciclo que funciona en una probeta pequeña puede permitir que se formen perlita, ferrita o bainita superior en el centro de un componente más grande antes de que se complete la transformación requerida. La distinción entre ambos tratamientos sigue siendo esencial. El austemplado mantiene el acero austenizado en un intervalo de transformación bainítica hasta que la fracción especificada de austenita se transforma en bainita. El martemplado interrumpe el enfriamiento justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, permite que la sección se equilibre térmicamente y, después, la enfría a través de la formación de martensita. El producto martensítico debe someterse posteriormente a revenido antes de entrar en servicio. La temperatura del baño por sí sola no identifica el proceso; lo determinan la trayectoria de transformación y las fases resultantes. ### Consideraciones sobre AISI 52100 y los Aceros para Rodamientos Factores específicos del grado que afectan al austemplado y al martemplado. | Acero | Aplicación principal o condición | Problema del proceso indicado en el artículo | |---|---|---| | AISI 52100 | Acero para rodamientos con alto contenido de carbono y cromo | Disolución de carburos, austenita retenida, tensión de temple y cambio dimensional | | AISI 8620 | Acero para cementación | Gradiente de carbono entre la capa y el núcleo, y templabilidad | | AISI 8822 | Acero para cementación | Respuesta diferente de la capa y el núcleo con respecto a 8620 | | AISI 4320 | Acero de níquel-cromo-molibdeno para cementación | Geometría, profundidad de capa y respuesta a la transformación | AISI 52100 es un acero para rodamientos de alto contenido de carbono y cromo, especificado habitualmente como UNS G52986. Su composición nominal es aproximadamente de 1,00 % en peso de carbono y 1,5 % de cromo, aunque la especificación aplicable del material controla el intervalo permitido y los requisitos de limpieza. Esta composición proporciona a 52100 una elevada dureza alcanzable y una gran resistencia al desgaste después del endurecimiento, pero también hace que la austenita retenida, la disolución de carburos, las tensiones de temple y los cambios dimensionales sean aspectos importantes. Un estudio sobre AISI 52100 describe el austemplado como un temple desde la temperatura de austenización hasta un medio mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C, con permanencia hasta que se forma bainita. Este intervalo constituye la definición de la práctica de austemplado investigada, no una ventana universal de temperaturas para cualquier sección de rodamiento ni para cualquier morfología de bainita deseada. En la parte inferior del intervalo, la transformación es más lenta y el producto puede ser más fino; a temperaturas más elevadas, la transformación puede avanzar con mayor rapidez, pero producir bainita más gruesa. La temperatura seleccionada también debe tener en cuenta el comportamiento de transformación tiempo-temperatura del acero, el tamaño de grano de la austenita previa, el estado de los carburos y el espesor de la sección. Las aplicaciones en rodamientos imponen requisitos que van más allá de la dureza nominal. La fatiga por contacto de rodadura se ve afectada por las inclusiones no metálicas, la distribución de los carburos, la austenita retenida, las tensiones residuales, el acabado superficial y las diferencias locales de transformación. Una superficie que alcanza la estructura bainítica prevista mientras el núcleo contiene perlita no constituye un componente de rodamiento austemplado satisfactorio. Del mismo modo, una pieza de 52100 martemplada puede presentar una distorsión reducida en comparación con un temple directo en aceite, pero inmediatamente después del enfriamiento todavía contiene martensita sin revenir y requiere revenido. El revenido también reduce la fragilidad y estabiliza las dimensiones, aunque la temperatura elegida debe conservar la dureza requerida y el rendimiento frente a la fatiga de contacto. Un aro pequeño de 52100 puede equilibrarse rápidamente en un baño de sales, permitiendo que toda la sección transversal entre en el campo bainítico antes de que se produzca una transformación considerable. Un aro, rodillo o pista de rodamiento de mayor tamaño puede presentar una respuesta mucho más lenta en el centro. La superficie puede comenzar a transformarse mientras el núcleo todavía se enfría a través de un intervalo de temperaturas diferente. Por lo tanto, el tiempo de permanencia no puede seleccionarse únicamente a partir del diámetro; debe vincularse con la ubicación relevante más lenta y verificarse mediante dureza, metalografía, medición dimensional y, cuando sea necesario, análisis de la austenita retenida. ### AISI 8620, 8822 y 4320 Cementados Los aceros de baja aleación cementados presentan un problema de dos zonas. La cementación eleva el contenido de carbono en la superficie, mientras deja el núcleo con un nivel de carbono inferior. Por ello, la capa cementada tiene una templabilidad mayor y un potencial de formación de martensita superior al del núcleo, pero ambas regiones deben seguir un ciclo térmico compatible. Los gradientes de carbono también modifican la temperatura de inicio de la martensita: la capa con alto contenido de carbono generalmente comienza la transformación martensítica a una temperatura inferior a la del núcleo con menor contenido de carbono. La transformación no se produce simultáneamente en toda la sección. Las investigaciones realizadas sobre AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados utilizaron temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C. En esos experimentos, las probetas cementadas y austempladas presentaron una distorsión significativamente menor que las probetas cementadas, templadas y revenidas. Este resultado respalda un mecanismo, no una afirmación general aplicable a todos los casos. El austemplado sustituye el choque térmico y de transformación intenso y desigual de un temple directo por una transformación isotérmica controlada, reduciendo la diferencia de expansión y contracción entre la capa y el núcleo. No elimina la distorsión, y el resultado informado no puede extrapolarse automáticamente a otra geometría de engranaje, profundidad de capa, potencial de cementación o colada de acero. AISI 8620, designado como UNS G86200, contiene níquel, cromo y molibdeno en cantidades que favorecen la templabilidad del núcleo después de la cementación. AISI 8822, designado como UNS G88220, presenta un diseño de aleación con mayor contenido de níquel que 8620 y se selecciona para obtener un equilibrio diferente entre la respuesta de la capa y la del núcleo. AISI 4320, designado como UNS G43200, también es un acero de cementación aleado con níquel, cromo y molibdeno. La composición química exacta debe obtenerse de la especificación aplicable, ya que pequeñas diferencias en el carbono, el manganeso, el níquel, el cromo y el molibdeno pueden desplazar los tiempos de inicio y final de la transformación. La relación entre la capa y el núcleo es decisiva. Si el núcleo no posee una templabilidad suficiente, puede formar perlita o ferrita durante la transferencia o la permanencia, incluso mientras la capa cementada desarrolla bainita o, posteriormente, martensita. Si la permanencia de austemplado es suficientemente larga para el núcleo, pero excesiva para el estado seleccionado de la capa, esta puede desarrollar una morfología no deseada o una cantidad excesiva de austenita retenida. En el martemplado, el baño debe mantenerse por encima del intervalo relevante de inicio de la martensita durante el equilibrado; después del enfriamiento al aire, la capa y el núcleo se transforman en intervalos de temperatura diferentes y ambos deben someterse a revenido. ### Espesor, Gradientes de Carbono y Respuesta de la Aleación El enfriamiento no sigue una única curva en un componente real. Un diente delgado, un pasador pequeño o un aro estrecho de rodamiento pueden aproximarse rápidamente a la temperatura del baño, mientras que el centro de una pieza bruta de engranaje o de un eje grueso permanece considerablemente más caliente. La agitación, la disposición de la carga, la circulación del baño, el estado superficial y el contacto con los dispositivos de sujeción también modifican la velocidad de transferencia de calor. ASM Handbook Volume 4A identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de permanencia, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martemplado. Estas variables se aplican al control del proceso, no únicamente a la repetibilidad en laboratorio. Templabilidad **Templabilidad** Capacidad de un acero para desarrollar y conservar una estructura martensítica hasta una profundidad determinada bajo una condición de enfriamiento especificada; no es lo mismo que la dureza. La templabilidad determina si el núcleo puede evitar la formación de productos de transformación no deseados durante el enfriamiento. Es diferente de la dureza. La dureza describe la resistencia medida en una ubicación; la templabilidad describe la profundidad o la sección en la que un acero puede desarrollar una estructura martensítica bajo una condición de enfriamiento determinada. Los elementos de aleación, como el manganeso, el cromo, el níquel y el molibdeno, generalmente retrasan las reacciones de perlita y bainita, dando al centro más tiempo para alcanzar el campo de transformación previsto. No garantizan resultados uniformes, porque el tamaño de grano de la austenita, el procesamiento previo y los gradientes de carbono también afectan a la cinética. En el austemplado, la región más lenta debe alcanzar el intervalo bainítico sin cruzar primero la nariz de perlita en su curva de enfriamiento. El baño debe extraer el calor con suficiente rapidez para suprimir las transformaciones no deseadas, pero mantenerse lo bastante controlado para evitar grandes diferencias de temperatura dentro de la pieza. En el martemplado, toda la sección debe aproximarse a una temperatura justo por encima del inicio de la martensita antes de que la pieza se enfríe a través del intervalo martensítico. Una sección gruesa que no se haya equilibrado puede transformarse en su superficie mientras el núcleo todavía se contrae térmicamente, aumentando las tensiones internas y la distorsión. Las normas no sustituyen este análisis. SAE AMS-H-6875C, Heat Treatment of Steel Raw Materials, abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando se especifican. Por lo tanto, la especificación, el plano, el grado de acero, el tamaño de la sección y el procedimiento aprobado deben interpretarse conjuntamente. La verificación debe incluir la medición de la profundidad de capa en las piezas cementadas, la dureza del núcleo y de la superficie, el examen microestructural en múltiples ubicaciones, la inspección dimensional y la comprobación de la austenita retenida o de las grietas de temple cuando la aplicación lo requiera. La etiqueta del baño no puede demostrar que el centro haya seguido el ciclo de transformación requerido. ## Marco de Especificaciones: AMS-H-6875C y Documentación del Proceso SAE AMS-H-6875C, *Tratamiento Térmico de Materias Primas de Acero*, establece los requisitos de tratamiento térmico para cuatro clases de acero. Su importancia es de carácter procedimental: el documento permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando la especificación aplicable del material o de la pieza exige uno de esos ciclos. Este permiso no aprueba cualquier temperatura de baño de sales, demora de transferencia, tiempo de mantenimiento o práctica de enfriamiento. El comprador, la autoridad de diseño o la especificación de materiales aplicable aún debe identificar el ciclo requerido y los criterios de aceptación. La distinción es importante porque estos procesos no producen los mismos productos de transformación. El austemplado lleva rápidamente el acero austenitizado a un intervalo de temperaturas en el que puede formarse bainita y, a continuación, lo mantiene allí hasta que la transformación requerida de austenita a bainita se completa sustancialmente. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describió el medio de austemplado como mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C hasta que se formó la bainita. El intervalo exacto depende de la composición química del acero, el tamaño de la sección, la templabilidad y la morfología de bainita deseada. El martemplado tiene un objetivo diferente. La pieza se templa en aceite o sal fundida mantenidos justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, comúnmente обозначada como Ms, y permanece allí solo el tiempo suficiente para que la temperatura se iguale en toda la sección. Después se enfría a través del intervalo martensítico, a menudo en aire. La martensita se forma durante ese enfriamiento posterior, no durante el mantenimiento de igualación. Es necesario revenir la pieza antes de ponerla en servicio, porque la martensita recién templada contiene una tensión residual elevada y puede ser excesivamente frágil. El *ASM Handbook Volume 4A* de ASM International, de 2013, identifica la temperatura de austenitización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martemplado. El temple ausbay también es una ruta de temple interrumpido especificada, pero su uso permitido no debe tratarse como sinónimo de austemplado. El nombre describe la trayectoria de temple y la disposición del baño; las fases resultantes dependen de la cinética de transformación del acero y de la historia real de tiempo y temperatura. Por tanto, un documento de proceso debe indicar si la estructura prevista es bainita, martensita después de la igualación térmica u otro resultado permitido por la especificación aplicable. ### Qué abarca AMS-H-6875C AMS-H-6875C proporciona un marco general para el tratamiento térmico de materias primas de acero, no una receta universal para cada calidad y geometría. Aborda los requisitos asociados con operaciones como el calentamiento, la austenitización, el temple, el enfriamiento, el revenido y la inspección. El documento abarca cuatro clases de acero y permite tres ciclos alternativos —austemplado, temple ausbay y martemplado— cuando estos están especificados por el requisito de ingeniería o de material aplicable. Esta redacción es importante. Una norma puede reconocer un proceso sin hacerlo aceptable para una pieza individual. Por ejemplo, una calidad de cementación de baja aleación puede tener suficiente templabilidad para obtener un núcleo bainítico con un determinado espesor de sección, mientras que una sección más grande de otra calidad puede no transformarse completamente durante el mismo mantenimiento en el baño. Las probetas cementadas de AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 presentaron una distorsión significativamente menor después del austemplado que después del cementado, temple y revenido convencionales en el estudio SAE 2013-01-0949. Los experimentos utilizaron temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C. Esos resultados respaldan una elección de proceso para las condiciones ensayadas; no establecen esas temperaturas para todos los componentes. Por tanto, una especificación que invoque AMS-H-6875C debe identificar la designación y el estado del material, la ruta de tratamiento térmico permitida y cualquier requisito suplementario. La composición química de la calidad controla el inicio y el final de la transformación bainítica, la temperatura Ms, la templabilidad, la respuesta de la austenita retenida y la respuesta al revenido. El espesor y la forma de la sección controlan el gradiente de temperatura y el tiempo necesario para que el núcleo siga a la superficie al entrar en el baño. ### Cuándo se permite el austemplado, el temple ausbay o el martemplado El austemplado solo se permite cuando la especificación aplicable lo selecciona expresamente o lo acepta como ruta alternativa. El mantenimiento debe ser suficientemente prolongado para lograr la transformación bainítica requerida, según lo establecido mediante una cualificación o un procedimiento validado de tiempo y temperatura. Interrumpirlo prematuramente puede dejar martensita y austenita retenida mezcladas con bainita. Un estudio de 2020 sobre austemplado de corta duración y baja temperatura en un acero de baja aleación y medio carbono informó de la presencia conjunta de nanobainita, martensita y austenita retenida; los coeficientes de desgaste fueron hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado en las condiciones de ensayo de ese estudio. La estructura mixta demuestra por qué “austemplado” por sí solo no constituye una declaración de aceptación suficiente. El martemplado se permite cuando el requisito aplicable exige un temple interrumpido para reducir las tensiones térmicas y de transformación. El baño debe mantenerse por encima de Ms durante la etapa de igualación, y el mantenimiento no debe prolongarse hasta un intervalo de transformación bainítica no previsto, salvo que dicha estructura esté permitida. El trabajo de 1946 sobre el intervalo de temperaturas de formación de la martensita describió el propósito básico: enfriar hasta justo por encima del intervalo de formación de martensita, igualar la temperatura y después enfriar más lentamente a través de dicho intervalo. Pueden reducirse el agrietamiento y la distorsión, pero la dureza sigue dependiendo de que la transformación martensítica sea completa, de la templabilidad del acero y del revenido posterior. El temple ausbay también debe vincularse a una especificación declarada y a condiciones controladas del baño. El nombre del proceso por sí solo no define la constitución de fases. Un baño por debajo de Ms, por ejemplo, puede iniciar la formación de martensita durante la inmersión, mientras que un baño por encima de Ms favorece el principio de igualación asociado con el martemplado convencional. La especificación debe resolver esta diferencia. ### Qué debe definir una especificación de proceso Una especificación de proceso utilizable comienza con la calidad exacta del acero y su designación normativa, incluida la forma del producto, el estado previo y, cuando corresponda, la condición cementada o descarburada. A continuación, identifica la ruta seleccionada: austemplado, temple ausbay, martemplado o temple y revenido convencionales. La instrucción de austenitización debe indicar el tipo de horno o la atmósfera, cuando estén controlados, la temperatura objetivo, el intervalo permitido, el método de calentamiento y el tiempo de mantenimiento o igualación. “Calentar para austenitizar” es insuficiente para el control de producción. El documento debe indicar si el tiempo se mide después de la recuperación de la temperatura del horno, después de la igualación de la carga o desde la introducción de la carga. Los requisitos del baño necesitan el mismo grado de precisión. Deben identificar el medio —aceite, sal de nitrato/nitrito, polímero de base acuosa u otro medio aprobado—, además de la temperatura de operación, la variación permitida, el volumen del baño o la relación de carga cuando corresponda, la dirección e intensidad de la agitación y la frecuencia de monitorización. Un estudio de 2024 publicado en ACS Omega, que utilizó mezclas de sales fundidas de Ca(NO₃)₂–KNO₃, destacó las distintas rutas de transformación producidas por un mantenimiento bainítico y por un mantenimiento breve por encima de Ms. Por tanto, la composición de la sal es una variable del proceso, no un simple detalle del recipiente. El tiempo de transferencia del horno al baño debe tener un valor máximo, con la definición de los puntos de medición. La especificación también debe indicar la orientación de inmersión, la agitación durante la entrada, el tiempo de mantenimiento en el baño y el criterio para finalizar dicho mantenimiento. En el austemplado, este puede ser un tiempo cualificado suficiente para alcanzar la fracción de bainita requerida. En el martemplado, normalmente es el tiempo necesario para igualar la temperatura sin permitir una formación de bainita inaceptable. El enfriamiento posterior al mantenimiento debe estar definido: enfriamiento en aire, aire en reposo, aire forzado u otro método aprobado, incluida la temperatura a la que la pieza sale del baño. Los requisitos de revenido deben indicar el retraso mínimo después del temple, la temperatura de revenido, el tiempo a esa temperatura, el número de ciclos, la uniformidad del horno y el método de enfriamiento. El acero martemplado no debe entrar en servicio sin el revenido especificado. Por último, la aceptación debe ser medible. El documento debe definir las ubicaciones y los límites de dureza, la variación de dureza permitida, la microestructura requerida y los constituyentes prohibidos, los límites de austenita retenida cuando corresponda, el estado superficial y la aceptación dimensional. Las mediciones de distorsión necesitan referencias geométricas, instrumentos, frecuencia de muestreo y cambio máximo permitido. Los registros de cualificación deben vincular los gráficos del horno, los registros de temperatura del baño, los registros del tiempo de transferencia, los resultados de dureza, los exámenes metalográficos y los informes dimensionales con el lote y la calidad exacta. Sin ese registro, un ciclo nominalmente permitido sigue siendo un proceso no controlado, no una prueba de conformidad. ## Diseño de un Ciclo: de los Datos de Transformación a los Parámetros de Planta Un ciclo bien fundamentado comienza con el acero y la pieza, no con una temperatura de baño conocida. Registre el grado, la composición química, el tratamiento térmico previo, el espesor de la sección, la forma, el estado superficial y las propiedades requeridas. El acero para rodamientos AISI 52100, el AISI 8620 cementado y un acero de baja aleación y contenido medio de carbono no comparten la misma cinética de transformación, aunque sus piezas quepan en el mismo tanque de sales. El estado previo también es importante: el tamaño de grano austenítico previo, los carburos no disueltos, la profundidad de la capa cementada y la segregación pueden modificar la templabilidad, el tiempo de transformación y la respuesta dimensional. El producto de fase requerido establece la dirección del proceso. El austemplado debe situar el acero en un intervalo de temperatura en el que se forme bainita y mantenerlo allí hasta que se transforme el volumen seleccionado de austenita. El martemplado, en cambio, interrumpe el enfriamiento justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, iguala la temperatura en toda la sección y después permite que se forme martensita durante un enfriamiento controlado. Este último proceso requiere un revenido antes del servicio. El nombre del baño por sí solo no identifica el proceso. Los datos de transformación deben establecer la temperatura de inicio de la martensita, el intervalo de finalización de la martensita, la temperatura de inicio de la bainita y el tiempo necesario para evitar la perlita o la ferrita. Los diagramas de transformación en enfriamiento continuo y de transformación tiempo-temperatura proporcionan una primera estimación, pero no sustituyen a los ensayos realizados con el grado y el estado reales. El contenido de carbono, los elementos de aleación, el tamaño de grano austenítico y la composición química de la capa cementada desplazan las curvas. A continuación, el diseñador del proceso adapta la ventana de transformación al baño, la carga, el tiempo de transferencia y la geometría de la pieza. El ASM Handbook Volume 4A (2013) identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martemplado. Estas variables interactúan entre sí. Una temperatura de baño que funciona para una probeta pequeña puede fallar cuando entra una carga pesada, porque la carga extrae calor más rápidamente de lo que los calentadores del baño pueden restablecerlo. Por tanto, el programa debe consistir en temperaturas medidas de la pieza y límites de recuperación, no solo en consignas del horno y del baño. ### Selección de la condición de austenización Seleccione la temperatura de austenización a partir de la especificación del acero, la información sobre el equilibrio de fases y la microestructura prevista. La temperatura debe disolver suficiente carbono y elementos de aleación para proporcionar la templabilidad requerida, pero una temperatura o un tiempo excesivos pueden aumentar el tamaño de grano austenítico previo, incrementar la austenita retenida, favorecer la oxidación y empeorar la distorsión. En las piezas cementadas, el núcleo y la capa deben considerarse por separado. La capa puede contener bastante más carbono que el núcleo, por lo que su temperatura de inicio de la martensita y su respuesta en cuanto a austenita retenida pueden diferir considerablemente. El tiempo de austenización debe basarse en el tamaño de la sección y en el comportamiento de calentamiento del horno; el período de mantenimiento comienza cuando la ubicación relevante más fría —no la indicación del horno— ha alcanzado la temperatura especificada. La consigna del horno es la temperatura del aire o del sensor de control en una ubicación determinada. Durante la carga, la temperatura del acero queda rezagada respecto de ella y, durante la recuperación, puede superarla o permanecer por debajo. La radiación, el contacto con los dispositivos de sujeción, la separación entre piezas y la circulación del horno producen diferencias adicionales. Un termopar fijado a una pieza representativa suele mostrar un aumento retardado, seguido de una sobreoscilación o suboscilación transitoria después de la transferencia. El estado previo determina cuánto tiempo se necesita. El AISI 52100 esferoidizado, un acero de baja aleación normalizado y el AISI 8620 cementado pueden requerir tiempos de disolución diferentes incluso a la misma temperatura nominal. Un mantenimiento excesivo puede disolver carburos que debían permanecer, mientras que un mantenimiento insuficiente deja variaciones químicas a través de la sección. La metalografía de muestras austenizadas puede confirmar la disolución de los carburos y el tamaño de grano antes de fijar un ciclo de producción. Para el martemplado, la condición de austenización debe producir suficiente austenita para alcanzar la dureza especificada después de la transformación y el revenido. Para el austemplado, también debe evitar una composición química y un tamaño de grano de la austenita que sitúen la temperatura de inicio de la bainita o el tiempo de incubación fuera del intervalo operativo del baño. La selección es un compromiso, pero debe realizarse a partir de evidencias de transformación y no de un valor genérico de «calentar hasta». ### Selección de la temperatura del baño y del tiempo de mantenimiento Seleccione una temperatura de baño de austemplado dentro del intervalo de transformación bainítica identificado para el acero. El AISI 52100 se ha sometido a austemplado en estudios utilizando medios mantenidos aproximadamente entre 200 y 400 °C, con un mantenimiento continuado hasta la formación de bainita; ese intervalo es una referencia amplia, no una ventana universal de producción. Un estudio de ACS Omega de 2024 describe igualmente el austemplado como el mantenimiento del acero austenizado a una temperatura de transformación bainítica hasta que la austenita se convierte en bainita. El mantenimiento requerido puede determinarse a partir de un diagrama de transformación isotérmica y comprobarse después mediante dureza y metalografía, porque el tamaño de la probeta y su estado previo pueden diferir de los de la pieza. La temperatura de austemplado modifica el equilibrio entre la velocidad de transformación, la morfología de la bainita, la dureza y la austenita retenida. Por lo general, las temperaturas más bajas prolongan los tiempos de incubación y transformación y pueden producir estructuras bainíticas más finas; las temperaturas más altas acortan el ciclo, pero pueden producir bainita más gruesa y una respuesta de dureza diferente. Un estudio de 2020 sobre austemplado de baja temperatura y corta duración informó de la presencia de nanobainita, martensita y austenita retenida, con coeficientes de desgaste hasta un 50 % inferiores a los del acero martensítico templado. Ese resultado corresponde al acero y al ciclo estudiados; no puede extrapolarse a todos los grados. La temperatura del baño de martemplado se establece justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, con un margen suficiente para evitar la formación prematura de martensita durante la igualación. La pieza permanece en el baño solo hasta que las temperaturas a través de la sección se aproximan entre sí. Después se retira para enfriarla al aire a través del intervalo martensítico y posteriormente se somete a revenido. Un mantenimiento demasiado prolongado a esta temperatura puede permitir la formación de bainita u otras transformaciones, según el acero. El martemplado modificado sitúa deliberadamente el baño por debajo de la temperatura de inicio de la martensita y constituye un programa diferente; por ello, la distinción debe figurar en la especificación escrita del proceso. La capacidad del baño incluye más que el volumen del tanque. Mida la uniformidad de la temperatura, la agitación, la circulación, la recuperación térmica y la relación admisible entre la masa de carga y la masa del baño. Un baño de sales basado en Ca(NO₃)₂–KNO₃, aceite u otro medio transfiere calor en función de su viscosidad, conductividad térmica, movimiento y temperatura de operación. Cuando entra una carga grande o densamente compactada, la temperatura del baño puede descender y la recuperación puede ser lenta. Si el acero atraviesa una región de inicio de la perlita antes de que el baño recupere la temperatura, se pierde el equilibrio de fases previsto. Registre la temperatura mínima del baño después de la carga y el tiempo necesario para regresar a la banda de control. El cronómetro del mantenimiento debe comenzar cuando la pieza alcanza la temperatura objetivo, no necesariamente cuando la rejilla entra en el baño. En las secciones gruesas, esto requiere un termopar en el núcleo o una relación tiempo-temperatura validada. Los bordes delgados pueden estar transformándose mientras el núcleo todavía se calienta, por lo que los límites de tamaño de sección y los tiempos de transferencia deben formar parte del procedimiento. ### Uso de termopares, probetas y ensayos interrumpidos Coloque termopares en las ubicaciones que gobiernan la transformación: el centro de la sección más gruesa, un borde delgado, una superficie expuesta al baño y, en las piezas cementadas, tanto en la capa como en el núcleo cuando sea práctico. Utilice cables y métodos de fijación que soporten el horno y el baño, y verifique la calibración en todo el intervalo operativo. El registro debe mostrar el calentamiento en el horno, la austenización, la transferencia, la entrada en el baño, la igualación de temperatura, la extracción, el enfriamiento al aire y el revenido. Es el registro de la pieza —no la consigna del horno— el que confirma el ciclo. Las probetas deben reproducir el material de producción, el estado previo, el espesor de la sección y la composición química superficial. Una probeta delgada sencilla puede responder demasiado rápidamente y sugerir falsamente una capacidad adecuada del baño. Una probeta escalonada o una pieza testigo con la forma de producción puede revelar el retraso térmico entre la superficie y el núcleo. Durante la cualificación, coloque las probetas en las ubicaciones más frías, más densamente ocupadas y más representativas de la carga. Los ensayos interrumpidos proporcionan evidencias de transformación. Retire las muestras después de varios tiempos de mantenimiento, témplelas o enfríelas mediante un método definido y examine secciones pulidas para identificar bainita, martensita, perlita, carburos y austenita retenida. Mida la dureza desde la superficie hasta el centro y en diferentes orientaciones. El trazado de durezas puede revelar un núcleo blando, un borde sobretransformado o cambios en la profundidad de la capa que una única lectura Rockwell no detectaría. Las mediciones dimensionales deben acompañar a estos ensayos, pero no pueden sustituirlos. Registre el diámetro, la planitud, la desviación radial, la longitud y la distorsión antes y después del tratamiento térmico, a temperaturas controladas. Las probetas cementadas de AISI 8620, 8822 y 4320 de un estudio de SAE de 2013 mostraron una distorsión significativamente menor después del austemplado que después de la cementación seguida de temple y revenido convencionales, utilizando temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C. El resultado respalda la lógica del proceso, pero no constituye una garantía general para todas las geometrías. Por último, compare la metalografía, el trazado de durezas, las mediciones de austenita retenida cuando sean necesarias y los datos dimensionales con la especificación aplicable. SAE AMS-H-6875C (2020) abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple en ausbay y el martemplado cuando se especifican. El ciclo aprobado debe indicar el grado y el estado, el intervalo de austenización, el límite de transferencia, la temperatura del baño y el requisito de recuperación, el criterio de igualación o transformación, el método de enfriamiento, el tratamiento de revenido y las evidencias de inspección. Este nivel de definición convierte los datos de transformación en un parámetro de planta repetible. ## Modos de fallo y metalografía diagnóstica Una pieza defectuosa sometida a tratamiento térmico debe diagnosticarse a partir de su trayectoria de transformación, no únicamente del nombre del baño. El austemplado está destinado a mantener el acero austenizado a una temperatura de transformación bainítica hasta que se forme bainita. El martemplado es diferente: la pieza se enfría bruscamente hasta justo por encima de la temperatura de inicio de la martensita, se mantiene allí solo el tiempo suficiente para que la sección alcance una temperatura uniforme y, a continuación, se enfría de modo que se forme martensita antes del revenido. Una fase encontrada en una ubicación o cantidad incorrecta suele identificar un problema de programa, transferencia de calor o templabilidad. ### Perlita o bainita formada durante una etapa no prevista La presencia de perlita en una pieza austemplada generalmente indica que parte de la austenita entró en el intervalo de transformación perlítica antes del mantenimiento bainítico previsto. La causa habitual es una velocidad de transferencia insuficiente desde el horno de austenización hasta el baño de sales o de aceite. Una transferencia prolongada a través del aire, una disposición de carga demasiado compacta o una demora mientras la pieza se introduce en el baño pueden permitir la transformación en la superficie. La temperatura del horno puede ser correcta y, aun así, la pieza puede fallar porque la superficie ya ha atravesado la curva de inicio de la perlita. Un control inadecuado del baño produce el mismo resultado. Un baño de sales con circulación deficiente, una carga excesiva de piezas o un termopar calibrado incorrectamente pueden generar regiones locales por debajo de la temperatura especificada. Las primeras piezas que entran en una zona fría pueden formar perlita antes de alcanzar la temperatura de austemplado prevista. El estudio de 2013 sobre AISI 52100 describe un austemplado entre aproximadamente 200 y 400 °C, con la pieza mantenida hasta que se forma bainita; ese intervalo no autoriza a seleccionar cualquier temperatura dentro de él sin comprobar la cinética de transformación del acero. El contenido de carbono, las adiciones de elementos de aleación, el tamaño de grano de la austenita y el espesor de la sección modifican el tiempo disponible antes de que comience la perlita. Metalográficamente, la perlita aparece como colonias de ferrita y cementita, a menudo con un aspecto laminar con el aumento adecuado. La perlita gruesa cerca de la superficie sugiere una entrada lenta o un enfriamiento superficial, mientras que una banda o una región aislada a través de la sección sugiere una temperatura no uniforme del baño o el contacto con dispositivos de sujeción. El mapeo de dureza puede revelar la consecuencia: las zonas perlíticas son considerablemente más blandas que las regiones completamente bainíticas o martensíticas. Examine una sección transversal desde la superficie hasta el centro y compare varias ubicaciones alrededor del componente, en lugar de basarse en un único campo pulido. La bainita también puede aparecer durante un programa destinado a producir martensita. En el martemplado estándar, el período de mantenimiento por encima del inicio de la martensita, o Ms, sirve para igualar la temperatura; no es un mantenimiento destinado a la transformación bainítica. Un tiempo de mantenimiento excesivo, una temperatura del baño situada dentro del intervalo bainítico o un enfriamiento lento a través de dicho intervalo permiten que se forme bainita antes del desarrollo de la martensita. La estructura resultante puede mostrar bainita superior, bainita inferior y martensita en regiones adyacentes. Un estudio de ACS Omega de 2024 establece explícitamente la diferencia entre ambos procesos: el austemplado mantiene el acero a una temperatura de transformación bainítica hasta que la austenita se transforma, mientras que el martemplado lo mantiene brevemente justo por encima de Ms antes del enfriamiento al aire. Deben revisarse los registros del baño antes de atribuir el problema a la composición química del acero. El ASM Handbook Volume 4A identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martemplado. Estas mismas variables influyen en que un tratamiento de austemplado alcance el campo de fases previsto. Un termopar averiado, un tanque sobrecargado o una agitación insuficiente pueden explicar la microestructura de forma más directa que una pequeña variación de composición química. ### Transformación incompleta y austenita retenida La austenita retenida se produce cuando la austenita no completa su transformación prevista durante el enfriamiento o el mantenimiento. En una pieza martemplada, la austenita debería transformarse principalmente en martensita durante el enfriamiento controlado posterior, pero la cantidad transformada depende del contenido de carbono, la aleación, la velocidad de enfriamiento y la temperatura final. Las regiones superficiales con alto contenido de carbono, especialmente en aceros cementados, suelen tener temperaturas Ms y Mf inferiores a las del núcleo con bajo contenido de carbono. Por ello, pueden retener una mayor cantidad de austenita después del mismo ciclo de enfriamiento. El austemplado presenta un modo de fallo diferente. Si el mantenimiento termina antes de que se complete la reacción bainítica, queda austenita sin transformar, que puede transformarse posteriormente en martensita durante el enfriamiento, el servicio o el rectificado. Esto produce una estructura mixta de bainita–martensita–austenita retenida, en lugar de la estructura predominantemente bainítica prevista. El estudio de 2020 sobre austemplado de baja temperatura y corta duración en un acero de baja aleación y contenido medio de carbono informó de la presencia conjunta de nanobainita, martensita y austenita retenida; la reducción del coeficiente de desgaste comunicada, de hasta el 50 % con respecto al acero martensítico templado, se aplica al material y al programa investigados, no a toda pieza parcialmente transformada. La austenita retenida no se identifica de forma fiable únicamente mediante la dureza. Puede ser lo bastante blanda como para reducir una lectura, pero la transformación inducida por deformación durante la indentación puede elevar el valor aparente. Utilice la metalografía óptica tras el ataque con nital como primera evaluación y, posteriormente, confirme cantidades significativas mediante difracción de rayos X, métodos magnéticos o análisis cuantitativo de imágenes cuando sea necesario. Busque cambios dimensionales, fisuración retardada o crecimiento durante el servicio, ya que la austenita retenida puede transformarse en martensita fresca sin revenir. En los componentes cementados, examine por separado la capa superficial y el núcleo. Debe trazarse un perfil de dureza desde la capa hasta el núcleo y compararlo con las fases observadas. Una capa dura con austenita retenida y un núcleo más blando, bainítico o perlítico, indica respuestas de transformación locales diferentes, no necesariamente un tratamiento térmico defectuoso del acero. Por el contrario, una dureza uniformemente baja, con ausencia de martensita en ambas regiones, apunta a una austenización inadecuada, una demora excesiva durante la transferencia, una severidad de temple insuficiente o un error en la temperatura del baño. ### Grietas, zonas blandas, distorsión y microestructuras mixtas Las grietas suelen surgir de los efectos combinados de la tensión de transformación, la tensión térmica, la geometría afilada, la tensión residual y una dureza excesiva. El martemplado reduce la diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo antes de que se forme la martensita, lo que puede reducir las grietas y la distorsión en comparación con el temple directo, pero no elimina la necesidad de revenir. La ASM’s 2020 Heat Treating Subject Guide establece que el acero martemplado debe revenirse antes del servicio. La martensita sin revenir, especialmente en una capa cementada, sigue siendo vulnerable a la fisuración durante el rectificado o bajo carga aplicada. Inspeccione por separado las superficies de las grietas y las secciones transversales pulidas. Las grietas de temple suelen seguir los límites de grano de la austenita previa o extenderse hacia el interior desde esquinas, chaveteros y cambios bruscos de sección. Las grietas de rectificado suelen ser superficiales y estar alineadas con la dirección del rectificado. Los ensayos con líquidos penetrantes pueden localizar grietas abiertas a la superficie, mientras que la metalografía muestra si una grieta contiene óxido, descarburación o martensita fresca en sus bordes. Las zonas blandas pueden deberse a una agitación deficiente, al apantallamiento producido por los dispositivos de sujeción, a una circulación inadecuada del baño, a la descarburación o a una templabilidad insuficiente para el tamaño de la sección. La distorsión puede reflejar un calentamiento desigual, una cementación asimétrica, un enfriamiento no uniforme o una transformación retardada entre regiones delgadas y gruesas. El estudio de SAE de 2013 sobre AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados utilizó temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C y encontró una distorsión significativamente menor que en las probetas cementadas, templadas y revenidas; esos resultados no eliminan la distorsión específica de la geometría o de la carga. Las microestructuras mixtas requieren un diagnóstico espacial. Compare el borde, el radio medio, el centro, la raíz del diente y la punta del diente, cuando corresponda. Correlacione cada micrografía con el perfil de dureza y el registro de tiempo y temperatura. Solo después de haber verificado el tiempo de transferencia, la temperatura del baño, la agitación, la carga, la austenización y el revenido, deberán considerarse la composición química, la templabilidad o una confusión de materiales como explicación principal. ## Comparación entre el Austemplado, el Martemplado y el Temple y Revenido Convencional Los tres procesos pueden producir propiedades sustancialmente diferentes incluso cuando parten del mismo acero austenitizado. Sus nombres describen ciclos de transformación, no simplemente el líquido utilizado para el temple. El aceite, las sales de nitrato–nitrito y otros medios pueden aparecer en más de un ciclo; las variables decisivas son la trayectoria de temperatura, el tiempo a cada temperatura y la transformación que se permite que ocurra. ### Trayectoria de transformación y microestructura final En el temple y revenido convencional, el acero austenitizado se enfría con la suficiente rapidez para evitar la mayor parte de la formación de perlita y bainita. La austenita atraviesa la temperatura de inicio de la martensita, Ms, y se transforma progresivamente en martensita a medida que continúa el enfriamiento. La martensita resultante es dura, pero presenta tensiones elevadas, por lo que se realiza un revenido antes de ponerla en servicio. El revenido precipita compuestos que contienen carbono, reduce las tensiones internas y modifica el equilibrio entre dureza, resistencia, tenacidad y estabilidad dimensional. El martemplado cambia el momento en que ocurre esta secuencia, pero no su producto principal. La pieza se templa desde la temperatura de austenización en aceite o en un baño de sales fundidas mantenido justo por encima de Ms. Permanece allí únicamente el tiempo suficiente para que la superficie y el núcleo se aproximen a una temperatura similar. A continuación, la pieza se enfría, normalmente al aire, a través del intervalo de formación de martensita. Por tanto, la martensita se forma después de que gran parte de la sección se haya igualado térmicamente, y no mientras todavía existe un gradiente pronunciado de temperatura entre la superficie y el núcleo. El martemplado no elimina la necesidad de realizar un revenido. La *Heat Treating Subject Guide* de ASM International (2020) establece que el acero martemplado debe someterse posteriormente a revenido antes de entrar en servicio. El austemplado sigue una trayectoria de transformación diferente. El acero austenitizado se templa en un baño mantenido dentro del intervalo de transformación bainítica y se mantiene allí hasta que la fracción requerida de austenita se convierte en bainita. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describe un intervalo de austemplado de aproximadamente 200 a 400 °C, con el mantenimiento prolongado hasta que se forma bainita. Dependiendo del contenido de carbono, la aleación, la temperatura y el tiempo de mantenimiento, el producto puede ser bainita superior, bainita inferior o una mezcla que contenga martensita y austenita retenida. El proceso no es simplemente «martemplado con un mantenimiento más prolongado». Un estudio de *ACS Omega* de 2024 distingue explícitamente el austemplado, que mantiene la pieza hasta que se produce la transformación bainítica, del martemplado, que iguala brevemente la temperatura por encima de Ms antes del enfriamiento al aire. El acero austemplado aún puede requerir un tratamiento posterior o una etapa de estabilización, pero no se somete automáticamente a la misma operación de revenido utilizada para el acero templado completamente martensítico. El ciclo requerido depende de la microestructura especificada y de las condiciones de servicio. El austemplado a baja temperatura y corta duración puede producir nanobainita junto con martensita y austenita retenida. En un estudio de 2020 sobre un acero de medio carbono y baja aleación, esta estructura produjo coeficientes de desgaste hasta un 50 % inferiores a los medidos en el acero martensítico templado. Este resultado respalda una ventaja específica del proceso en ese ensayo; no establece una clasificación universal de resistencia al desgaste. ### Objetivos de reducción de la distorsión y el agrietamiento El temple convencional expone la pieza a dos fuentes principales de cambio dimensional: la contracción térmica y la deformación de transformación. La superficie se enfría y se transforma antes que el núcleo, por lo que la sección experimenta tensiones cambiantes a medida que varían la temperatura y la fracción de fase a través de su espesor. Las geometrías complejas, las esquinas agudas, los orificios, las transiciones de secciones delgadas a gruesas y las capas cementadas son especialmente sensibles. Si las tensiones superan la resistencia local del material caliente o en transformación, pueden producirse grietas. El martemplado aborda el componente asociado al gradiente térmico manteniendo el acero cerca de Ms, pero por encima de esta temperatura, antes de que comience a formarse la martensita. Posteriormente, la superficie y el núcleo se transforman en un intervalo de temperaturas más similar. Un artículo de 1946 sobre el intervalo de temperaturas de formación de la martensita describió este principio como un temple hasta justo por encima del intervalo martensítico, seguido de un enfriamiento lento, lo que reduce el agrietamiento con una pérdida mínima de dureza. El proceso reduce la distorsión; no garantiza el control dimensional, porque la transformación martensítica sigue provocando cambios de volumen y tensiones residuales. El austemplado puede reducir la distorsión por una razón diferente. Gran parte de la transformación ocurre isotérmicamente como bainita, en lugar de producirse mediante un frente martensítico móvil durante un enfriamiento continuo. La bainita también presenta su propia deformación de transformación, y la austenita retenida puede transformarse posteriormente durante el mecanizado o el servicio. En consecuencia, el austemplado puede reducir una clase de distorsión, pero introducir otras preocupaciones relacionadas con la estabilidad dimensional si la transformación es incompleta o está deficientemente controlada. \[5\] \[5\] [**Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels**](https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949). SAE International. SAE Technical Paper 2013-01-0949, 2013. La evidencia obtenida en aceros de baja aleación cementados ilustra la dependencia con respecto a la geometría y al material. El artículo SAE 2013-01-0949 examinó AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados, utilizando temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C. En esos experimentos, las probetas cementadas y austempladas mostraron una distorsión significativamente menor que las probetas cementadas, templadas y revenidas. El resultado no puede extrapolarse automáticamente a todos los espesores de capa, tamaños de sección ni configuraciones de horno y baño. La templabilidad determina si el centro alcanza el intervalo de transformación previsto antes de que se forme perlita, mientras que la agitación, la temperatura del baño, la carga y el tiempo de transferencia afectan al ciclo térmico real. ### Cuándo la comparación no es técnicamente válida Afirmar que el austemplado produce mayor dureza, tenacidad, resistencia al desgaste o estabilidad dimensional que el martemplado o el temple y revenido convencional es una conclusión incompleta, a menos que la comparación controle las variables que determinan la transformación. Las probetas deben utilizar el mismo grado de acero, incluido el mismo lote y estado químico; la misma geometría y espesor de sección; la misma temperatura de austenización, tiempo de mantenimiento, atmósfera y microestructura inicial; así como condiciones superficiales, rugosidad, descarburación y capa cementada comparables. Los criterios de aceptación también deben corresponderse con la función prevista. Comparar únicamente la dureza Rockwell puede favorecer una estructura martensítica y pasar por alto la sensibilidad al agrietamiento, la inestabilidad de la austenita retenida, la tenacidad al impacto o la distorsión. Un ensayo de desgaste con una sola carga, contracuerpo y condición de lubricación no puede clasificar las estructuras para todas las aplicaciones de contacto. Las mediciones dimensionales deben especificar cuándo se realizaron, porque la austenita retenida puede transformarse después del temple, el austemplado, el mecanizado o el servicio. La especificación también es importante. SAE AMS-H-6875C (2020) contempla los requisitos de tratamiento térmico para cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando el procedimiento está especificado. Por tanto, la verificación debe incluir el perfil de dureza requerido, la microestructura, la profundidad de capa cuando corresponda, los límites de distorsión y la evidencia de ausencia de grietas y de descarburación inaceptable. El *ASM Handbook*, volumen 4A (2013), identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de mantenimiento, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control del martemplado. Cambiar cualquiera de ellas puede invalidar una comparación directa entre procesos. | Temple y revenido convencional | Martemplado | Austemplado | |---|---|---| | Se enfría a través de Ms sin un mantenimiento de igualación, forma martensita directamente y después la reviene. | Interrumpe el enfriamiento justo por encima de Ms para que la sección se iguale antes de la transformación martensítica controlada y posteriormente requiere un revenido. | Se templa hasta el intervalo bainítico y se mantiene allí hasta que la austenita se transforma en bainita; el ciclo final se establece según la estructura bainítica prevista. | ## Lista de comprobación práctica de referencia y glosario de terminología ### Preguntas que deben responderse antes de especificar un ciclo Comience por la microestructura requerida, no por el nombre del baño. El austemplado y el martemplado pueden utilizar tanto sal fundida como aceite, pero sus trayectorias de transformación y sus productos son diferentes. El austemplado se especifica cuando la estructura prevista es bainítica. El martemplado se especifica cuando la pieza debe formar martensita después de una interrupción destinada a igualar la temperatura, seguida del revenido. Identifique exactamente la designación del acero tal como se proporciona: por ejemplo, AISI 52100, AISI 8620, AISI 8822, AISI 4320, o la designación SAE, ASTM, EN o AMS aplicable. La composición química controla la templabilidad, la disolución de carburos, la cinética de la bainita, la temperatura de inicio de la martensita y la austenita retenida. Un ciclo demostrado para AISI 52100 no puede transferirse automáticamente a AISI 8620 cementado. Registre el tamaño y la forma de la sección, incluidos los cambios de espesor, los orificios, los chaveteros, las esquinas agudas y la masa de la carga. Un anillo delgado y un diente de engranaje grueso no se enfrían a la misma velocidad, aunque se coloquen en el mismo baño. Pregunte si el material está cementado o no cementado. Para las piezas cementadas, especifique la profundidad de capa, el objetivo de carbono superficial, la composición del núcleo y si la estructura bainítica o martensítica prevista se aplica a la capa, al núcleo o a ambos. La temperatura de austenización debe seleccionarse según el grado y el estado del material. Debe permitir la formación de la austenita requerida sin un crecimiento excesivo del grano, una disolución no deseada de carburos o una cantidad anormal de austenita retenida. La especificación también debe indicar la atmósfera del horno, la velocidad de calentamiento cuando la distorsión sea relevante, el tiempo de permanencia, la disposición de la carga y si la temperatura se refiere al valor programado del horno, a la temperatura de la pieza o a una temperatura efectiva medida. Defina el tiempo de transferencia del horno al baño de temple. Una transferencia larga o variable puede permitir el enfriamiento superficial, la formación de ferrita o perlita en un acero de baja templabilidad, o condiciones térmicas desiguales dentro de una carga. Indique la composición y la temperatura de operación del baño, en lugar de escribir únicamente «temple en sales». Una sal de nitrato-nitrito, un aceite u otro medio presentan comportamientos de transferencia térmica y límites de operación segura diferentes. La agitación, la circulación, la carga del baño y la recuperación de su temperatura también forman parte del ciclo. Para el austemplado, determine el intervalo de transformación bainítica y el tiempo necesario para que la sección seleccionada alcance una temperatura prácticamente uniforme y complete la transformación prevista. Para el martemplado, establezca la temperatura de inicio de la martensita, o **Ms**, y fije la interrupción por encima de ella. La permanencia iguala la temperatura; no está destinada a producir bainita. La velocidad de enfriamiento posterior debe permitir la formación de martensita sin gradientes térmicos excesivos. Pregunte si es obligatorio realizar un revenido separado y especifique su temperatura, tiempo, atmósfera y número de ciclos. Por último, defina las evidencias de aceptación antes de comenzar el procesamiento. La dureza por sí sola no puede demostrar que el austemplado produjo bainita o que el martemplado produjo la estructura martensítica prevista. Exija un examen metalográfico, una inspección dimensional y la medición de la austenita retenida cuando el grado, el nivel de carbono, la capa cementada o el requisito de servicio hagan significativa la austenita retenida. ### Términos esenciales: Ms, bainita, martensita, austemplado y martemplado **Ms**, o temperatura de inicio de la martensita, es la temperatura a la que comienza a formarse la martensita durante el enfriamiento en las condiciones pertinentes. No es una constante universal del «acero»; el contenido de aleantes, el carbono en la austenita, el tratamiento térmico previo y el estado tensional influyen en ella. El martemplado interrumpe el enfriamiento justo por encima de Ms para que disminuyan las diferencias de temperatura dentro de la pieza antes de que comience la transformación martensítica. La **martensita** es un producto sin difusión que se forma cuando la austenita se enfría con suficiente rapidez para suprimir los productos de transformación difusiva. Su morfología de listones o placas y su elevada dureza se deben a una transformación displaciva y a la sobresaturación de carbono. La martensita suele someterse posteriormente a revenido, porque las tensiones y la fragilidad del estado templado, así como la inestabilidad dimensional, pueden resultar inaceptables durante el servicio. La **bainita** se forma a partir de la austenita en un intervalo de temperaturas inferior al de la perlita y superior al intervalo martensítico inferior, aunque el intervalo exacto de transformación depende de la composición y del estado previo de la austenita. Contiene regiones ferríticas con precipitación de carburos o enriquecimiento en carbono, y su morfología cambia con la temperatura de transformación. Una pieza austemplada también puede contener martensita o austenita retenida si la permanencia es demasiado corta, la temperatura del baño no es adecuada o la cinética de transformación no está plenamente establecida. El **austemplado** consiste en templar un acero austenizado hasta una temperatura a la que se forme bainita, mantenerlo hasta lograr la transformación especificada de austenita en bainita y después enfriarlo hasta la temperatura ambiente. Un estudio de 2013 sobre AISI 52100 describió un medio de austemplado mantenido aproximadamente entre 200 y 400 °C, con una permanencia hasta que se formara bainita. En AISI 8620, AISI 8822 y AISI 4320 cementados, se utilizaron temperaturas de austemplado de 260, 288 y 304 °C, y se registró una menor distorsión que con el cementado, temple y revenido convencionales en las condiciones ensayadas. Esas cifras son datos de proceso, no ajustes universales. El **martemplado** es un temple interrumpido. El ASM Handbook Volume 4A (2013) identifica la temperatura de austenización, la temperatura del baño, el tiempo de permanencia, la agitación y la velocidad de enfriamiento como variables de control. La pieza se mantiene brevemente en aceite o sal justo por encima de Ms hasta que su temperatura se iguala, y después se enfría a través del intervalo martensítico. El resultado previsto es martensita, no bainita, y la pieza debe someterse posteriormente a revenido antes del servicio. Un tratamiento de 1946 sobre la formación de martensita estableció la lógica para reducir el agrietamiento: reducir los gradientes de temperatura antes de la transformación, sacrificando muy poco de la dureza alcanzable. Por tanto, los nombres describen la finalidad de la transformación. Un baño de sales no convierte un ciclo en austemplado, y una permanencia breve no lo convierte en martemplado. La microestructura observada determina si se llevó a cabo el proceso previsto. SAE AMS-H-6875C (2020) abarca cuatro clases de acero y permite el austemplado, el temple ausbay y el martemplado cuando se especifican; no obstante, siguen rigiendo los requisitos aplicables del material y del producto. ### Registros mínimos para un tratamiento térmico repetible #### Registros mínimos del proceso - **Material** Designación del acero, número de colada o lote, tamaño de la sección y condición de cementación. - **Calentamiento** Temperatura de austenización, atmósfera, tiempo de calentamiento y tiempo de permanencia. - **Transferencia y baño** Tiempo de transferencia, composición y temperatura del baño, agitación, carga y recuperación. - **Transformación** Criterio y duración de la igualación o del mantenimiento bainítico. - **Enfriamiento y revenido** Método de enfriamiento final, temperatura, tiempo, atmósfera y ciclos de revenido. - **Verificación** Dureza, metalografía, evaluación de la austenita retenida e inspección dimensional. Un registro repetible relaciona el material, la trayectoria térmica, el estado del baño y los resultados de inspección. Como mínimo, registre: - la designación del acero, el número de colada o lote, el tamaño de la sección, la geometría de la pieza, la masa de la carga y el estado cementado o no cementado; - la profundidad de capa y la información sobre el carbono superficial o del núcleo cuando intervenga la cementación; - la temperatura de austenización, la atmósfera del horno, los tiempos de calentamiento y permanencia, y la temperatura medida de la carga; - el tiempo de transferencia del horno al baño, la composición y temperatura del baño, la agitación o circulación, la separación entre piezas y la recuperación de la temperatura del baño; - para el austemplado, el tiempo de igualación, la temperatura y duración de la permanencia de transformación, y las evidencias de que la reacción bainítica alcanzó la condición especificada; - para el martemplado, Ms si se ha establecido, la temperatura del baño por encima de Ms, la permanencia de igualación, el método y la velocidad de enfriamiento final, y el momento en que se permitió que prosiguiera la transformación martensítica; - la temperatura, el tiempo, la atmósfera y el método de enfriamiento del revenido, así como el número de ciclos de revenido; - la ubicación de las mediciones de dureza, el método de ensayo, la escala y los resultados; la preparación metalográfica y las imágenes representativas; el método y el porcentaje de austenita retenida cuando sea pertinente; y las mediciones dimensionales antes y después del tratamiento. El registro del ciclo debe identificar la calibración de los instrumentos y las curvas de temperatura reales, no únicamente los valores nominales programados. La microestructura debe comprobarse en la superficie, el núcleo y la región de transición cuando exista una capa. La inspección dimensional debe incluir las características con mayor probabilidad de desplazarse: diámetro exterior, diámetro interior, forma del diente, planitud, descentramiento y distorsión en los cambios de sección. **Referencia rápida:** especifique la designación del acero; el tamaño de la sección; el estado cementado o no cementado; la temperatura de austenización; el tiempo de transferencia; la composición y temperatura del baño; la agitación; la permanencia de igualación o de transformación; el enfriamiento final; el revenido; la dureza; el examen metalográfico; la evaluación de la austenita retenida cuando sea pertinente; y la inspección dimensional. Después, verifique la estructura. La bainita confirma la finalidad del austemplado; la martensita formada después de la igualación y seguida de revenido confirma la finalidad del martemplado. ## Referencias 1. \[1\] ASM International. [ASM Handbook Volume 4A: Martempering of Steels](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1). ASM Handbook, 2013. [](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#wiki-cite-ref-1) https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1 2. \[2\] The Temperature Range of Martensite Formation. Study on martensite formation, 1946. [](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#wiki-cite-ref-2) Source details supplied in the article; no URL provided 3. \[3\] [Short-term low-temperature austempering in medium-carbon low-alloy steel](https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6). Metal and Materials International, 2020. [](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#wiki-cite-ref-3) https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6 4. \[4\] SAE International. [Heat Treatment of Steel Raw Materials](https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf). SAE AMS-H-6875C, 2020. [](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#wiki-cite-ref-4) https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf 5. \[5\] SAE International. [Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels](https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949). SAE Technical Paper 2013-01-0949, 2013. [](/es/wiki/tratamiento-t%C3%A9rmico/austemplado-y-martemplado-del-acero#wiki-cite-ref-5) https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949 **De un vistazo** Producto de austemplado Bainita Producto de martemplado Martensita después del enfriamiento controlado Mantenimiento de austemplado Temperatura de transformación bainítica Mantenimiento de martemplado Justo por encima de Ms Revenido posterior al tratamiento Requerido para el acero martemplado [Volver a Tratamiento térmico](/es/wiki/tratamiento-térmico "Tratamiento térmico — Steel Wiki")