Ensayo de Jominy

LABORATORIO # 01: ENSAYO JOMINY

OBJETIVOS •

•

 Templar una probeta de aero SAE 10!" para obtener durea$ en d%&erente$ punto$ de e$ta' (eterm%nar la ur)a de templab%l%dad'

*+N(AMENTO TE,RI-O  Templab%l%dad La templab%l%dad e$ la apt%tud de una alea%.n para endureer$e por &orma%.n de marten$%ta omo on$euen%a de un tratam%ento t/rm%o' Templab%l%dad no e$ durea ue $%2n%3a re$%$ten%a a la penetra%.n aunue $e ut%l%an med%da$ de durea para determ%nar la e4ten$%.n de la tran$&orma%.n marten$5t%a en el %nter%or de una probeta' +n aero de alta templab%l%dad e$ auel ue enduree o &orma marten$%ta no $olo en la $uper3%e $%no tamb%/n en $u %nter%or6 e$ de%r la templab%l%dad e$ una med%da de la pro&und%dad a la ual la alea%.n e$pe53a puede endureer$e' En$a7o Jom%n7 +n proed%m%ento e$t8ndar ut%l%ado ampl%amente para determ%nar la templab%l%dad e$ el en$a7o Jom%n7' En e$te en$a7o $e mant%enen on$tante$ todo$ lo$ &atore$ ue %n9u7en en la pro&und%dad del endure%m%ento de la p%ea e4epto la ompo$%%.n omo por eemplo tama;o 7 &orma de la p%ea 7 tratam%ento de temple' +na probeta %l5ndr%a de <" mm =1>? de d%8metro 7 100 mm =!>? de lon2%tud $e au$ten%a a una temperatura 7 durante un t%empo determ%nado'

Figura 1. Representación esquemática de la probeta del ensayo Jominy (a) Instaurada durante el temple y (b) después del ensayo de dureza a partir del estremo templado y a lo largo de la arista. (daptado de . !. !uy" #ssentials o$ %aterials &cience. 'opyrigt 1*+ %c!ra,-ill /oo0 company" ue2a  3or0.)

(e$pu/$ de $aarla del @orno $e %n$tala %nmed%atamente del modo ue %nd%an la 32ura <' El e4tremo %n&er%or $e templa med%ante un @orro de a2ua 7 a una temperatura e$pe%3a'

Figura 4. 5epósito para realizar el ensayo.

(e e$te modo la )elo%dad de en&r%am%ento e$ m84%ma en el e4tremo templado 7 d%$m%nu7e a lo lar2o de la probeta' +na )e ue la probeta $e @a en&r%ado a temperatura amb%ente $e de$ba$ta una t%ra de 0'! mm de e$pe$or 7 $e determ%na la durea a lo lar2o de lo$ pr%mero$ "0 pr%mero$ mm de la probeta6 en lo$ pr%mero$ 1<'" mm de letura$ de durea $e toman a %nter)alo$ de 1' mm 7 en lo$ C'" mm $%2u%ente$ ada '< mm' Se traa una ur)a de templab%l%dad repre$entando lo$ )alore$ de durea en &un%.n de la d%$tan%a' A )ee$ e$ m8$ on)en%ente rela%onar la durea on la )elo%dad de en&r%am%ento ue on la d%$tan%a al e4tremo templado de una probeta Jom%n7 e$t8ndar' Se puede traar una orrela%on entre la d%$tan%a al e4tremo templado 7 la$ tran$&orma%one$ por en&r%am%ento ont%nuo =V/a$e la 32ura ?'

Figura 6. 'orrelacion entre templabilidad e in$ormación del en$riamiento contin7o del acero de composición eutectoide. (daptado de . /oyer" #ditor" tlas o$ Isotermal 8rans$ormation and 'ooling 8rans$ormation 5iagrams" merican &ociety o$ %etals" 1**" p. 6*9)

La 32ura  mue$tra un d%a2rama de tran$&orma%.n por en&r%am%ento ont%nuo de un aero euteto%de donde tamb%/n $e @an d%buado la$ ur)a$ de en&r%am%ento a uatro d%&erente$ po$%%one$ Jom%n7 7 $e @an %nd%ado la$ m%roe$trutura$ re$ultante$' Tamb%/n $e %nlu7en la$ ur)a$ de templab%l%dad de e$to$ aero$' ED+IOS Y MATERIALES • • • • • • •

Mau%na de om%n7' robeta on abea omo mue$tra la teor5a' -aa de tratam%ento$ t/rm%o$' -arb.n m%neral' Forno' %na$' Eu%po de $e2ur%dad'

RO-E(IMIENTO Se pondr8 la aa de tratam%ento$ t/rm%o$ on la probeta 7 el arb.n m%neral al @orno' Se alentara @a$ta una temperatura de G"0 H- 7 $e mantendr8 a$5 por 0 m%nuto$' Se proeder8 a $aar la probeta de la aa mu7 r8p%damente tan $olo $e d%$pondr8 de " $e2undo$' -oloar la probeta en la m8u%na de om%n7'  Tratar de &ormar una e$pe%e de @on2o on el a2ua de lo ontrar%o au$tar la probeta @a$ta ue $e &orme la 32ura' Mantener la probeta a$5 por 10 m%nuto$' Lue2o de e$te t%empo toda la probeta $e @abr8 en&r%ado'  Term%nar de en&r%ar on a2ua abundante'

Figura :. ;onas de en$riamiento de la probeta. (a) ;ona gris" (b) ;ona de cambio de temperatura" y (c) ;ona aun no en$riada (ro
ara onlu%r el en$a7o $e proeder8 a de$ba$tar do$ lado$ opue$to$ de la probeta' E$to on la 3nal%dad de obtener ara$ plana$ para la po$ter%or prueba de durea' Faer la prueba de durea' plicación de la carga menor=  (ebe oloar$e la probeta $obre el $oporte 7 apl%ar la ar2a menor 2radualmente @a$ta ue $e obten2a la %nd%a%.n aprop%ada en la ar8tula' E$to $e obt%ene uando el %nd%ador @a7a dado el nmero aprop%ado de re)olu%one$ ompleta$ 7 uede dentro de la po$%%.n de au$te en la parte $uper%or' plicación de la carga mayor= (ebe apl%ar$e la ar2a ma7or a%onando la palana de opera%.n $%n %mpato 7 deando ue 2%re

l%bremente' Se ret%ra la ar2a ma7or lle)ando la palana de opera%.n de re2re$o a la po$%%.n or%2%nal dentro de lo$ < $e2undo$ $%2u%ente$ de$pu/$ de ue $u mo)%m%ento @a e$ado $%n %nterrump%r la man%obra de re2re$o' >ectura de la escala para dureza Roc0,ell= (ebe on$%derar$e la durea RoKell omo la letura del %nd%ador en la e$ala aprop%ada de la ar8tula de$pu/$ de ue $e @a u%tado la ar2a ma7or 7 m%entra$ la ar2a menor aun e$t8 atuando' E$ta$ letura$ $e e$t%man a )ee$ a la m%tad de una d%)%$%.n depend%endo del mater%al ue $e pruebe' Se deber8 tomar med%da$ de durea ada 11 =1'"GC" mm? @a$ta ue el re$ultado de durea $ea on$tante' Anal%ar lo$ re$ultado$' RES+LTA(OS A ont%nua%.n $e mue$tra lo$ )alore$ de la$ durea$ de lo$
(urea (%$tan%a =RoKell =mm? -? 0 <0'" 1'"GC" <<'" '1C" <0'" !'C<" 1G'< '" 1!'" C'C" 1"'< '"<" 1'G 11'11<" 1< 1<'C 1'" 1!'
<" <
G'1 'GC" !1'
C'<  '1

-+ESTIONARIO 1. !ra?car el @er?l de durezas 2ersus 5istancia de la Probeta YominyLado A.

@#RFI> 5# 5AR#;& B& 5I&81'I @RC/#8 JC%I13 - >5C  <" <0 1"

(ure#a =RoJKell -?

5ureza (Roc0,ell ') 10 " 0 0 10 <0 B0 !0 "0

5istancia al eDtremo de la probeta templada (mm)

4. 5eterminar la pro$undidad de templabilidad para el acero &# 1E:" grá?camente y por composición quGmica. !rá?camente

E$ po$%ble determ%nar la pro&und%dad de la templab%l%dad on $olo onoer la tenden%a a mantener$e on$tante lo$ )alore$ de la durea e$to %nd%ar5a ue el en&r%am%ento a au$a del @orro de a2ua &ue %mperept%ble en e$ta ona 7 a$5 $e alular5a d%@a pro&und%dad =d%$tan%a?' S%n embar2o deb%do a ue en nue$tro a$o $olo $e pudo tomar
P"0

En la 32ura $e puede ob$er)ar la &a$e marten$%ta'

'omposición quGmica

A-ERO AISIQSAE 10!" 0'! a 0'" -6 0'0 a 0'0  de Mn6 0'0!0  m84'6 0'0" S m84' (eterm%nar la pro&und%dad de templab%l%dad med%ante $u ompo$%%.n u5m%a %mpl%a $aber ue aero e$ el ue e$to7 trabaando' M%entra$ el aero e$ meno$ aleado menor e$ la po$%ble pro&und%dad de templab%l%dad e$to $e e4pl%a deb%do a ue d%@o$ aleante$ a7udan a la 2enera%.n de la marten$%ta' 6. 5etermine el diámetro crGtico ideal. Fundamente su respuesta.

El )alor para un determ%nado aero e$ el d%8metro m84%mo en pul2ada$ de una barra ue &ormar8 "0 de marten$%ta en el entro durante un temple %deal =F

∞

?'

El $%2n%3ado de e$te )alor de templab%l%dad e$ el de ue una barra de e$te m%$mo aero u7o d%8metro e$ ma7or ue el r5t%o %deal ( I no puede $er endure%da en toda $u $e%.n tran$)er$al aunue $e u$e un temple %n3n%tamente r8p%do'

Figura . Bariabilidad de la 5ureza en R' respecto al diámetro de la probeta.

5iámetro crGtico real.

E$ el d%8metro m84%mo de una barra %l5ndr%a en el ue de$pu/$ del temple en e$e med%o de en&r%am%ento $e on$%2ue en $u nleo una e$trutura on "0 de marten$%ta6 por on$%2u%ente para un aero dado a ada med%o de temple le orre$ponde $u d%8metro r5t%o uanto m8$ %nten$amente en&r5e el med%o de temple tanto ma7or $er8 el d%8metro r5t%o' S% $e nee$%ta una p%ea ue $e temple en todo $u e$pe$or @a7 ue ele2%r un aero tal ue d/ ma7or d%8metro r5t%o al de la p%ea' 5iámetro crGtico ideal.

E$ el d%8metro e4pre$ado en pul2ada$ del ma7or redondo de e$e aero en u7o entro $e on$%2ue una e$trutura m%ro$.p%a on "0 de marten$%ta de$pu/$ de $er en&r%ado de$de la temperatura de temple en un med%o de en&r%am%ento te.r%o u7a apa%dad de ab$or%.n de alor &ue$e %n3n%ta' El d%8metro r5t%o e$ una ma2n%tud %mportante para $ele%onar la al%dad del aero on ue debe &abr%ar$e una p%ea' 'álculo del diámetro critico ideal (5i)

r83amente La$ ur)a$ r5t%a$ de templab%l%dad perm%ten @allar lo$ d%8metro$ r5t%o$ %deal 7 real $e toma omo l5m%te entre la ona templada 7 no templada la llamada apa $em%marten$5t%a ue e$t8 e4atamente donde $e pre$enta el amb%o bru$o de la pend%ente de la ur)a' Matem8t%amente n

 D i = F C .

∏  F 

i

i

(onde:  Fc  *ator =(%? deb%do al arbono 7 al tama;o de 2rano au$ten5t%o'  H  S5mbolo de produtor%a'  Fi  *atore$ %nd%)%duale$ de ada uno de lo$ elemento$ de alea%.n

S% -r N% Mo? pre$ente$ en el aero?'

=Mn

RE-OMEN(A-IONES Y OBSERVA-IONES La $uper3%e del mater%al debe e$tar l%$a $ea 7 l%bre de 2ra$a pol)o et' El e$pe$or de la probeta debe $er por lo meno$ d%e )ee$ la pro&und%dad de la @uella 7 el en$a7o no e$ )8l%do $% en la ara po$ter%or a la del en$a7o aparee una protuberan%a' S% $e en$a7a una p%ea %l5ndr%a el rad%o debe $er ma7or en $e%$ m%l5metro$ al del penetrador' Lo$ )alore$ de durea re$ultan l%2eramente %n&er%ore$ a lo$ )alore$ reale$' La apl%a%.n de la ar2a debe @aer$e de manera perpend%ular a la $uper3%e de la probeta' La durea tomada %n%%almente re$ulta menor ue la $e2unda e$to $e debe a ue $e @a de$arbur%ado Up%erde durea>' Notamo$ ue @a7 punto$ en donde la durea no umple on la tenden%a a d%$m%nu%r 7 e$to $e e4pl%a deb%do a la$ %mpurea$ o a un mal man%puleo de la m8u%na =)alore$ tomado$ %nadeuadamente?' -ON-L+SIONES 

 

 

Real%ar prueba$ de templab%l%dad en d%&erente$ med%o$ de temple a d%&erente$ temperatura$ e$ mu7 ompl%ado 7 mu7 o$to$o el en$a7o  Jom%n7 puede reemplaar e$ta$ prueba$ por una $ola' Lo$ re$ultado$ del en$a7o Jom%n7 $on mu7 $%m%lare$ a la$ prueba$ on)en%onale$' Lo ue no$ da un alto 2rado de on3ana' La templab%l%dad del mater%al depende de lo ue $e llama 2rad%ente de )elo%dad e$ de%r de la )ar%a%.n entre la )elo%dad %n%%al de en&r%am%ento on re$peto a la )elo%dad 3nal =abao $obre la $uper3%e %mpatada por el @orro de a2ua la probeta $e en&r5a m8$ r8p%damente ue en la $uper3%e $uper%or? por lo ual la durea en el e4tremo ue re%be el @orro de a2ua $er8 ma7or ue la e4%$tente en el otro e4tremo de la probeta =$uper%or? 7 de$ender8 2radualmente en ada $e%.n lon2%tud%nal' El endure%m%ento ompleto del aero depende de: ompo$%%.n u5m%a d%8metro de $u $e%.n tran$)er$al 7 $e)er%dad de temple' +n aero tendr8 tanto$ d%8metro$ r5t%o$ reale$ omo med%o$ de en&r%am%ento $e ut%l%en para el en&r%am%ento en el temple'

EBRA*IA   

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