Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco Facultad de Ingeniería Geológica, Minas y Metalúrgica Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica Departamento académico de Ingeniería Metalúrgica
INFORME: CEMENTADO DE ACEROS Y TRANSFORMACION POR ENFRIAMIENTO CONTINÚO DE ACEROS
Asignatura: METALURGIA FISICA II Docente: Mgt. Ing Jose Julio Farfan Yepez. Semestre académico: 2017-I Alumna: Vega Delgado, Yuriluz Código: 141097
Agosto – Agosto – 2017 2017 Cusco – Cusco – Perú Perú
CEMENTADO DE ACEROS Y TRANSFORMACION POR ENFRIAMIENTO CONTINÚO DE ACEROS 1° CEMENTADO DE ACEROS: Objetivo: -
Endurecer la capa superficial de un acero de bajo carbono (0.15 a 0.25%C) mediante la difusión de átomos de carbono. Modificándose la composición del acero (0.7 a 0.9 %C) quedando con dureza superficial.
Materiales y Equipos:
Son los siguientes: • • • • • • • •
Probetas de acero SAE 1020 Cajas de acero Carbón de madera Carbonato de bario Mallas de 2-4 mm Reactivo nital al 5% Horno mufla Microscopio metalográfico
Procedimiento: Procedimiento: (Esquema) A continuación se describe la forma de cómo se realizó el tratamiento de cementación sólida para un acero:
Preparar las brobetas
Preparar la mezcla cementante (25% BaCO3 y 75% de carbón)
Colocar las porbetas con el cementante dentro de la caja
Matener a esa temperatura por un tiempo de 8 horas
Calentar el horno hasta la temperatura de 900 C
Introducir la caja dentro del horno
Extraer las robetas para hacer un templado
Realizar el desbast, pulido, ataque quimico de las probetas
Observar al microscopio y determinar las microestructuras
Obtencion de resultados de la práctica
Tomar fotografias de las microestructuras
Fuente: Elaboración propia
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Resultados: Ilustración de probetas:
Resultados de las microestructuras
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Discusión de Resultados: En la 1° probeta (Testigo) se pudo observar: la microestructura de la perlitica que es característica de los aceros que no han pasado por un tratamiento termoquímico como es la cementación.
Testigo
Perlita fina Fuente: Elaboración propia
En la 2° probeta (Cementado) se pudo observar: la microestructura de la perlita y martensita: sin embargo si hacemos una descripción cualitativa detallada de este acero se observa una parte hipereutectoide (Parte oscura debido al C) con un porcentaje de carbono de aproximadamente de 1.2% después si se ve la parte inferior hay presencia de un eutectoide con un 0.9% de carbono aproximadamente esto va disminuyendo disminuyendo hasta llegar al núcleo donde hay hay perlita, es decir, un 0.12% 0.12% de C
cementada
Pelita más martensita Fuente: Elaboración propia
En la 3° probeta (Cementada y templada) se pudo observar: la microestructura martensita de forma acicular característica de un tratamiento de temple en agua esta probeta es más dura que la probeta solo cementada. Este tiene carbono sobresaturado.
Cementada y templada
Martensita Fuente: Elaboración propia
Conclusiones: Se concluye que: -
Se endureció la capa superficial superfici al de un acero de bajo carbono (0.15 a 0.25%C) mediante la difusión de átomos de carbono.
-
Se modificó la composición del acero (0.7 a 0.9 %C) a 1.2% C aproximadamente, quedando con dureza superficial mayor que la inicial.
Recomendaciones: -
Realizar el desbaste y pulido con bastante cuidado y eficiencia ya que esto no permite observar adecuadamente la microestructura.
-
Siempre se debe de agitar la probeta al comienzo del tratamiento térmico de temple en agua pues esto permite permite un mejor enfriamiento e influye influye en la microestructura como también en sus propiedades mecánicas.
I.
2° TRANSFORMACION POR ENFRIAMIENTO CONTINÚO DE ACEROS:
Objetivo: -
Producir microestructuras diferentes al aplicar diversas velocidades de enfriamiento a aceros SAE 1035.
-
Obtener una gamma gamma de dureza en el acero a través del del uso de diversos diversos medios de enfriamiento.
Fundamento teórico: Transformación Transformación por Enfriamiento Continúo Son transformaciones a distintas velocidades de enfriamiento continuo, las curvas de enfriamiento comienzan por encima de la temperatura tempera tura eutectoide y disminuyen de temperatura con el trascurso de tiempo que puede llevar horas.
Figura.1. Las curvas serán cóncavas al lado derecho esto quiere decir una disminución en la velocidad de enfriamiento con un incremento de tiempo. Las líneas de transformación-enfriamiento continua representan el inicio y final de las transformaciones mostradas en la figura.1.
Materiales y equipo:
Materiales y reactivo • 5 probetas acero: SAE 1035 • Pinzas metalicas • Elementos de corte, desbaste y pulido • reactivo Nital al 5%
Equipo • Horno mufla Microscopio metalografico metalografico • Microscopio
Procedimiento: (Esquema)
Colocar al Horo 4 muestras de acero SAE 1035 de 1/2 pulg
Calentar las muestras de acero a la Temperatura de 900° 900°C
Mantener las probetas a esa Temperatura durante 1hora
Atacar quimicamente con reactivo Nital 5%
Realizar desbaste, pulido y ataque quimico de las probetas
Enfriar las probetas en diversos medios: Agua, Horno, Aceite y Aire
Observar al microscopio para determinar la microestructura
Fuente: Elaboración propia
Cuestionario: 1. Exponga el fundamento de la transformación por enfriamiento continuo de los aceros:
La transformación por enfriamiento continuo de los aceros ; se fundamenta en el enfriamiento continuo de la probeta de acero a distintas velocidades por lo cual se podrá afirmar que la T° está en función del tiempo. Estas transformaciones se representan en un diagrama denominado “Diagrama Transformación-Enfriamiento Transformación-Enfriamiento de un acero” donde se muestran cierto número de curvas de enfriamiento el cual es realizado en distintos medios de enfriamiento. Estas curvas son cualitativas con diversas velocidades de enfriamiento que producen diferentes microestructuras. 2. ¿Qué propiedades mecánicas de los aceros son favorecidas con el enfriamiento en Aires, Aceite y Agua? En principio se sabe teóricamente y más experimentalmente que las propiedades mecánicas de los aceros se pueden obtener en enfriados en distintos medios tales como agua, aire, aceite y otros, por ahora se ilustrara solo tres:
Propiedades mecánicas enfriadas en AGUA: • Alta dureza, buena resistencia a l traccion, fragil, poca ductibilidad, baja tencidad
Propiedades mecánicas enfriadas en ACEITE: • Dureza intermedia y buena ductibilidad algunas propiedades similares que en el temple al agua.
Propiedades mecánicas enfriadas en AIRE: •
Deja un material en estado norma, d ureza suave,ausencia de tensiones internas
Resultados:
Fuente: Elaboración propia
Discusión de resultados: Interpretación de las microestructuras respecto a la velocidad velocidad de enfriamiento.
En la 1° probeta se pudo observar: Una estructura totalmente martensita característica del temple al agua, al igual que se ve formas de agujas no se formó ninguna microestructura perlitica.
En la 2° probeta se pudo observar: microestructuras de perlita más martensita que corresponde a un enfriamiento no tan rápido característic a del temple temple en aceite. acei te.
En la 3° probeta se pudo observar: observar: una microestructura de pelita fina ya que ha sido enfriada a velocidades intermedias característica del enfr nf r i ami ami ento en en ai r e.
En la 4° probeta se pudo observar: perlita gruesa debido al enfriamiento muy lento que s e lleva cabo dentro del del horno hor no al cual le ha cortado la energía eléctrica.
En la 5° probeta (Testigo) se pudo observar : perlita fina ya que no ha pasado por ningún tratamiento y se puede ver también que tiene las mismas propiedades que el que se enfrió en e horno. Fotografías de probetas después de los tratamientos:
AGUA
ACEITE
AIRE
Fuente: Elaboración propia
HORNO
Conclusiones: Se llegó a las siguientes conclusiones:
-
Se produjo microestructuras diferentes al aplicar diversas velocidades de enfriamiento a aceros SAE 1035.
-
Se obtuvo una gamma de dureza en el acero a través del uso de diversos medios de enfriamiento.
Recomendaciones: -
Realizar el corte de las probetas de manera manual nos permitir á obtener de algún modo estructuras más definidas en el microscopio.
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Tomar nota de la temperatura respecto al tiempo durante el calentamiento de las probetas.
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Realizar el desbaste y pulido con bastante cuidado y eficiencia ya que esto no permite observar adecuadamente la microestructura.
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Realizar en el tiempo indicado el ataque químico pues si este se modifica la microestructura no será la esperada.
Bibliografía:
Smet, Smet, G. (1964). “La práctica de los tratamientos térmicos de los metales industrial es”. Barcelona: Editorial Eliecen
Reed-Hill, R.E. (1967). “Principios de la metalurgia física”.Mexico:C.E.C.S.A física”.Mexico:C.E.C.S.A
Wetgrafia: -
http://sisa1.com.mx/pdf/Aceros%20SISA%20Tabla%20de%20Aceros%20SAE%20A ISI%20Servicio%20Industrial%20S.A.%20de%20C.V..pdf
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https://www.google.com.pe/search?q=diagrama+transformaciones+por+enfriamiento +continuo
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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1405774315000396
Anexo: Anexo N° .1. Carbón fino para la CEMENTACIÓN
Anexo N° .2. Corte de probeta, calentamiento y ataque (para los tratamientos térmicos)
Anexo N°10. Tabla de aceros al carbono- SAE. Composición del acer o SAE-1035
