Informe Tratamientos Térmicos

Obeti!o:

Integrantes: Gonzales Nayhua, Anthony Occon Jimenez, Piero Conza Quispe, Luis

Universidad Católica de Santa María Ciencia e Ingeniería de Materiales/Grupo Informe Tratamientos Térmicos 08

Informe Tratamientos Térmicos Contenido 1. 2. 3. 4. 5. !. &. 8. 9.

Introducción........................................................................ .....................3-8 Objetivos.............................................................. ...................................8 Procedimientos......................................... ........................................ ......9 Resultados....................................................................... .......................9 Conclusiones......................................... ........................................ .........1 "ctividades $ncar%adas................................... ......................................1-14 Recomendaciones........................................ ....................................... ...14 "ne'os.......................................................... ....................................... ...14-1& (iblio%ra)*a............................... ......................................... ......................1&

1. INTRODUCCIÓN: !utor Garcia "elgado #Giuliana

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TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS ACEROS

Las propiedades físicas de los materiales de acero se pueden modificar por el tratamiento térmico adecuado. Se entiende por

tratamiento térmico, la modificación estructural

permanente originada en los materiales de acero por acción del calor. Los tratamientos térmicos se hacen con el objeto de dar a ciertas piezas hechas de hierro o acero, propiedades especiales y poder utilizarlas ya sea como herramientas o como piezas de maquinaria. Se distinguen los tratamientos siguientes: emple ! "ementado ! #a$onado

TEMPLE %l temple tiene por finalidad dar al acero una dureza apropiada. "onsiste en lle$ar la pieza a una temperatura ele$ada que depende del contenido carbono y luego enfriarla en un ba&o de temple. %l temple puede ser total o parcial, dependiendo del 'rea del objeto o pieza que ha de recibir el tratamiento.



Recocido: oda pieza antes de ser templada debe ser sometida a recocido con el fin de regularizar o normalizar los efectos del forjado. ambién el recocido se hace con el objeto de sua$izar las piezas que est'n endurecidas o templadas con el fin de poder maquinarlas ya sea limar, cepillar, tornear, perforar, etc.

!utor Garcia "elgado #Giuliana

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%l recocido consiste en calentar las piezas al color rojo!cereza y luego enfriarlas lo m's lentamente posible en cal, arena, carbón molido, aserrín de madera o en su defecto dej'ndolas enfriar en la misma fragua o en el mismo horno apagado.

 %ndurecido: %s el paso m's importante en el templado( consiste en calentar la pieza después de trabajada a una temperatura equi$alente al rojo cereza )*+-" a -" apro/.0 y luego enfriarla. %l %ndurecido es pr'cticamente lo que constituye el templado en sí, ya que el recocido, significa preparar la pieza para el endurecido y el re$enido es regularizar las moléculas para e$itar cierta fragilidad al hacer el endurecido. #recauciones en el endurecido: 1l efectuar el endurecido deben tenerse las siguientes precauciones:  "alentar la herramienta lentamente hasta conseguir un calentamiento uniforme en toda su masa y luego apurar el calentamiento hasta llegar a la temperatura requerida. 2o sobrecalentar el acero.



2o en$iar mucho aire.



2o dejar en el fuego m's tiempo del necesario.



"alentar toda la masa, no solo la superficie.



Si no se toman estas precauciones se producen los siguientes defectos: %l acero resulta quemado y por lo tanto inutilizado. !utor Garcia "elgado #Giuliana

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"alidad inferior por dilatación y contracción irregular.



emple irregular en general, partes blandas y partes duras.



3oturas, debido a la contracción desigual.



•

3e$enido: "onsiste en rebajar el endurecido a un grado de dureza apropiado, de acuerdo a la clase de acero y a la clase o tipo de herramienta a templar.

Objeto del revenido: 3educir las tensiones producidas por el temple y disminuir la dureza al punto m's apropiado para el trabajo a que se destinan


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las herramientas, es una operación complementaria del endurecido.

CEMENTADO La cementación es un tratamiento térmico que transforma la superficie de un acero dulce. Se utiliza en la pr'ctica, cuando se quiere una pieza con superficie dura sin perder sus cualidades primiti$as en el n4cleo. %ste proceso consiste en a&adir una proporción adecuada de carbón a la parte e/terna de la pieza, sin alterar sus propiedades internas.

%l acero o hierro dulce absorbe el carbono de cementación 4nicamente cuando dichos materiales alcanzan una temperatura suficientemente alta y es en este estado cuando comienza la disolución del carbono. #or lo tanto para que se $erifique la absorción del carbono e/terior las piezas se calientan apro/imadamente a *-".

PAVONADO


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%l pa$onado consiste en una fina capa de ó/ido, que se le da por medio del calor a ciertas piezas de m'quinas o herramientas con el objeto de protegerlas del ataque del o/ígeno del aire( y también al mismo tiempo darles una apariencia especial con un brillo característico. %l pa$onado que m's se usa es el de color negro azulado. Proceso de pavonado: Sabemos que cuando se empieza a calentar el hierro o el acero aparece una serie sucesi$a de colores seg4n $a aumentando la temperatura de dicho material. %l cambio de colores se sucede r'pidamente, hasta los 5-" que es la temperatura m'/ima de pa$onado. Aplicación del pavonado: %l pa$onado es aplicado para aquellas piezas que no est'n e/puestas al rozamiento o deslizamiento. 2o se aplica a correderas, ejes, engranajes, le$as ni pi&ones.

Requisitos para pavonar: Las piezas deben estar perfectamente pulidas y limpias de grasas y aceite. Formas de pavonar: Se puede pa$onar en la fragua u horno y por procedimientos químicos. %l primer método es el m's usado y se obtiene el color negruzco!azulado. Sustancias que se usan para pavonar: Se usan los aceites $egetales como el aceite de linaza.


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Procedimiento de Pavonado: 

#reparar una caja de hierro.

"olocar las piezas a pa$onar dentro de la caja, la cual est' llena de arena fina. #uede ser ceniza o carbón molido. 



Lle$ar dicha caja al horno o a la fragua encendida.

3emo$er cuidadosamente las piezas para que se calienten uniformemente. 



6bser$ar si las piezas han tomado un color negro azulado.

3etirar las piezas cuidadosamente con las tenazas e introducirlas en el aceite de linaza. 



7rotarlas con una franela hasta obtener brillantez.

2. O!ETIVO":  8iferenciar los resultados de diferentes caminos dentro de la aplicación de los tratamientos térmicos.


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 Lograr el uso adecuado de los tratamientos térmicos y su 

seguridad. 3econocer la importancia y aplicación de los diferentes tipos de tratamientos térmicos 6bjeti$o fundamental del proceso de tratamiento térmico es

controlar la cantidad, tama&o, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que a su $ez determinan las propiedades físicas del acero. #. PROCEDIMIENTO: 9. 3ealizar mediciones de dureza a las probetas antes de ser sometidas a tratamiento térmico. . 3ealizar los distintos tratamientos térmicos a probetas diferentes. ;. 3ealizar mediciones de dureza a las probetas después de ser sometidas a tratamiento térmico. <. =erificar cambios en las propiedades de las probetas. +. 3edactar conclusiones.

$. RE"ULTADO":

%RUPO 2:

8espués del primer tratamiento la dureza del material aumenta porque la concentración de " aumenta y

"alculo de 8ureza  8ureza >nicial

eso hace que sea m's puro el acero por lo tanto m's duro. Luego de hacer el re$enido, se eliminan las tensiones y el material sea uniforme, es por eso que baja la dureza

ACERO 1020

−d =260 1

ACERO 1040

d 2=263.5

-

d prom= 261.75 x 0.004=1.047 mm 100

=169.16 HV =1.8544 x 2  8ureza después del emple

−d =207 1

1

-

HV

=1.8544 x

100 2

=274.45

ACERO 1040

d 2=165

d prom=166 x 0.004 =0.664 mm HV =1.8544 x

2

d prom=205.5 x 0.004 = 0.822 mm

ACERO 1020

−d =167

−d =204

100 2

= 420.59


−d =163 1

−d =155 2

d prom=159 x 0.004 = 0.636 mm HV =1.8544 x

100 2

= 458.44

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 8ureza después del 3e$enido ACERO 1020

−d =216 1

-

ACERO 1040

d 2=216

d prom=216 x 0.004 =0.864 mm HV =1.8544 x

100

=248.41

&. CONCLU"IONE": 0.864 2

−d =209 1

−d =204 2

d prom=206 x 0.004 = 0.826 mm HV =1.8544 x

100 0.826

2

=271.79

#or medio de ratamientos ermoquímicos se pueden alterar las propiedades químicas del material esencialmente del acero.  1 lo largo de este tema hemos podido obser$ar que el objeti$o que se persigue con los tratamientos es el mejorar las propiedades de las piezas met'licas, mediante la modificación de su estructura interna o superficial para soportar las condiciones del trabajo, así como prolongar la $ida y seguridad de funcionamiento

'. ACTIVIDADE" ENCAR%ADA" 1. ()*+ ,e entiende -or errit/0 /*,tenit/0 -erlit/  /rten,it/3 La ferrita o hierro-α (alfa): es una de las estructuras cristalinas del

hierro. "ristaliza en el sistema c4bico centrado en el cuerpo )?""0 y tiene propiedades magnéticas. Se emplea en la fabricación de imanes permanentes aleados con cobalto y bario, en n4cleos de inductancias y transformadores con níquel, zinc o manganeso, ya que en ellos quedan eliminadas pr'cticamente las "orrientes de 7oucault. La austenita: también conocida como acero gamma )@0 es una

forma de ordenamiento específica de los 'tomos de hierro y carbono. %sta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los A-" a 9<-". %st' formado por una disolución sólida del carbono en hierro, lo que supone un porcentaje m'/imo de " del ,99B Perlita: a la microestructura formada por capas o l'minas alternas de

las dos fases )C y cementita0 durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide.


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Martensita: es el nombre que recibe la fase cristalina ?"", en

aleaciones ferrosas. 8icha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una $elocidad que es muy cercana a la $elocidad del sonido en el material. #or e/tensión se denominan martensitas todas las fases que se producen a raíz de una transformación sin difusión de materiales met'licos.

2. Li,t/r lo, -ro4ediiento, de tr/t/iento t+ri4o de lo, /4ero,. 9. emple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. #ara ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente m's ele$ada que la crítica superior 1c )entre A!A+ D"0 y se enfría luego m's o menos r'pidamente )seg4n características de la pieza0 en un medio como agua, aceite, etcétera. . 3e$enido: Sólo se aplica a aceros pre$iamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conser$ando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. %l re$enido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue b'sicamente del temple en cuanto a temperatura m'/ima y $elocidad de enfriamiento. ;. 3ecocido: "onsiste b'sicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización )!A+ D"0 seguido de un enfriamiento lento. "on este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. ambién facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. <. 2ormalizado: iene por objeti$o dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento pre$io al temple y al re$enido.


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#. (Por 5*+ ,e ,oeten l/, -ie6/, / *n tr/t/iento de eliin/4i7n de ten,ione,3 #ara e$itar que las tensiones )deformaciones0 que sufrió el material durante los procesos térmicos regrese a su estado normal o parecido a este

&. ()*+ i-ort/n4i/ tiene l/ velo4id/d de enri/iento en *n tr/t/iento t+ri4o3 2ormalmente la $elocidad de enfriamiento en un mismo tratamiento no influye demasiado en las propiedades finales del acero, siempre que se haga razonablemente lento.

'. (De 5*+ or/ -*ede 4on,e8*ir,e el end*re4iiento ,*-eri4i/l3 %l endurecimiento superficial del acero se puede conseguir, fundamentalmente, mediante dos procedimientos: modificando la composición química de la superficie mediante la difusión de alg4n elemento químico )carbono, nitrógeno, azufre, etc.0 en cuyo caso se le conoce como tratamiento termoquímico o modificando sólo la microestructura

de

la

superficie

por

tratamiento

térmico,

conociéndose entonces como tratamiento superficial.

9. (C*l e, l/ dieren4i/ entre end*re4iiento ,*-eri4i/l  te-le / ondo3 TEMPLE A ;ONDO %l tratamiento de temple consiste en austenitizar )calentamiento a fondo y mantenimiento a una temperatura 1c9 o 1c; ! temperatura de austerización ! con el 'nimo de formar austenita0 y enfriar una pieza a una $elocidad tal que la dureza aumenta considerablemente en zonas m's o menos grandes de la sección trans$ersal debido a la formación de martensita. !utor Garcia "elgado #Giuliana

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ENDURECIMINETO "UPER;ICIAL Los procesos de endurecimiento superficial tienen como objeti$o principal el obtener una superficie dura y resistente al desgaste, manteniendo al mismo tiempo un n4cleo sua$e y tenaz.

<. (P/r/ 5*+ ,irve el revenido3 "omo sabemos el re$enido es el tratamiento térmico efectuado sobre un producto templado con el fin de obtener modificaciones que le confiera las características de empleo deseadas.

%l objeti$o del re$enido es mejorar la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir la dureza, la resistencia mec'nica y su límite el'stico. %n el re$enido se consigue también eliminar, o por lo menos disminuir, las tensiones internas del material producidas a consecuencia del temple.

=. ()*+ i-ort/n4i/ tienen lo, 4olore, en el revenido3 %s importante porque las temperaturas del re$enido, se pueden medir apro/imadamente por medio del color. "uando las piezas que se re$ienen, est'n pulidas, se forma en la superficie una fina capa de ó/ido que $a colore'ndose seg4n la temperatura. Las temperaturas de re$enido las proporciona el fabricante de aceros aleados.

1>.

()*+ ti-o de /4ero, ,on /de4*/do, -/r/ l/ nitr*r/4i7n3


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En buen acero para nitrurar es el que contiene: •

.;!.; B de carbono.

•

9.;+!9.5+ B de cromo.

•

.
•

.*+!9.9 B de aluminio.

9. RECOMENDACIONE" •

8eben ser tomadas en cuenta tanto la temperatura de enfriamiento

•

como la de calentamiento y de igual forma los medios en lo que se efect4en los tratamientos como tales. "alentar la herramienta lentamente hasta conseguir un calentamiento

• • • •

uniforme en toda su masa y luego apurar el calentamiento hasta llegar a la temperatura requerida. 2o sobrecalentar el acero. 2o en$iar mucho aire. 2o dejar en el fuego m's tiempo del necesario. "alentar toda la masa, no solo la superficie.

Si no se toman estas precauciones se producen los siguientes defectos: • • •

%l acero resulta quemado y por lo tanto inutilizado. "alidad inferior por dilatación y contracción irregular. emple irregular en general, partes blandas y partes duras. 3oturas, debido a la contracción desigual

<. ANE?O" Lij/do:

Medi4i7n de D*re6/ !utor Garcia "elgado #Giuliana

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A4ero, ,on -*e,to, en el @orno

A4ero, enri/do, en A8*/  A4eite

Otr/ ve6 Lij/do  *n/ n*ev/ edi4i7n de D*re6/


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A4ero, ,oetido, n*ev/ente /l orno0  l*e8o enri/do, / TB /biente


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;in/lente ,e re/li6/ *n/ lti/ edi4i7n de d*re6/

=. ILIO%RA;A  "iencia e >ngeniería de Fateriales, Gilliam 7. Smith "iencia e >ngeniería de Fateriales, 1sHeland


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Informe Tratamientos Térmicos

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