Tratamiento térmico del temle ! re"enido 1. Objetivo(s).
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E$erimentar el rocedimiento ara endurecer los aceros
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E"aluar los resultados a tra"és del an%lisis metalogr%&ico ! de dure'a
2. Marco Teórico
Trataientos T6ricos: Te7le 8 re9enido Temle El temle como todos los tratamientos térmicos( es un roceso de calentamiento ! en&riamiento( reali'ando este )ltimo con una "elocidad m*nima denominada cr*tica de temle+ El &in ,ue se retende generalmente en este ciclo es trans&ormar toda la masa de acero con el calentamiento en austenita ! desués( or medio de un en&riamiento su&icientemente r%ido( con"ertir la austenita en martensita( ,ue es el constitu!ente de los aceros temlados+ En la r%ctica no se trans&orma la totalidad de la austenita &ormada( en martensita( en muc-os casos or,ue es imosi.le conseguir una "elocidad de en&riamiento su&icientemente r%ida en la totalidad de la masa de las ie'as mu! grandes ! en otros( or ,ue no interesa o.tener este constitu!ente sino /ainita( Troostita ! 0or.it+ El roceso de temle consta esencialmente de dos &ases( una &ase de calentamiento ! otra &ase de en&riamiento+
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El calentamiento -asta la temeratura m%$ima se de.e iniciar estando el -orno est% a .a1a temeratura ! a ser osi.le( a la temeratura am.iente2 la ele"aci3n de temeratura de.e ser uni&orme en toda la ie'a( ésto se consigue ele"ando la temeratura del -orno lo m%s lentamente osi.le+ 4or e1emlo ara los aceros al car.ono( la ele"aci3n de temeratura -asta 5678C de.e durar como m*nimo un minuto or mil*metro de esesor o di%metro de la ie'a2 el tiemo de ermanencia a la m%$ima temeratura( tam.ién in&lu!e en el crecimiento del grano !( or lo tanto( de.e reducirse todo lo osi.le( se calcula ,ue es su&iciente una ermanencia de uno o dos minutos or cada mil*metro de esesor de la ie'a( ara conseguir la austeni'aci3n comleta en el acero( las ie'as de.en sumergirse en una me'cla de car.3n granulado dentro de una ca1a de acero -erméticamente cerrada ara e"itar descar.uraci3n ! o$idaci3n de las aie'as+ Como norma general la "elocidad de calentamiento 9calentamiento a la temeratura m%$ima ! ermanencia a dic-as temeraturas:( es moderada( se re,uiere una -ora de calentamiento or cada ; mm( de esesor o dimensi3n trans"ersal media de la ie'a+ La temeratura de calentamiento deende del contenido de car.ono( ara los aceros -ioeutectoides es suerior al unto cr*tico Ac< del diagrama de e,ui.lio =e+ En general esta temeratura la se>ala el ro"eedor ! normalmente es de unos ?7 o 678C or encima del unto cr*tico Ac<+ El en&riamiento tiene or o.1eto trans&ormar la totalidad de la austenita &ormada en otro constitu!ente mu! duro denominado martensita2 aun,ue en alguna "ariedad de temle el constitu!ente &inal deseado es la /ainita+
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El &actor ,ue caracteri'a a la &ase de en&riamiento es la "elocidad de en&riamiento m*nima ara ,ue tenga lugar la &ormaci3n de martensita( ésta se denomina "elocidad cr*tica de temle+ El medio m%s adecuado ara temlar un acero es el ,ue ermita una "elocidad de temle ligeramente suerior a la cr*tica( los medios de en&riamientos m%s emleados son@ #
Agua
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Aceite animal( mineral( "egetal+
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0oluciones salinas+
Los &actores ,ue m%s in&lu!en en el temle son el tama>o de la ie'a( su comosici3n( su grano ! el medio de en&riamiento adecuado+ El contenido de car.ono del acero in&lu!e a la "e' en la temeratura ! en la "elocidad cr*tica de temle+ La temeratura de temle es tanto m%s .a1a cuanto m%s se aro$ima el acero a la comosici3n eutectoide+ Los elementos de aleaci3n ro"ocan una inercia en las trans&ormaciones( retardando el inicio ! el &inal de las mismas( con aumentos del tiemo emleado+ Al modi&icar la estructura cristalina( el temle ro"oca "ariaciones en las roiedades mec%nicas ! tecnol3gicas del acero( algunas de ellas me1oran 9dure'a( ! resistencia mec%nica:( mientras ,ue otras( or el contrario emeoran 9&ragilidad( tenacidad ! conducti"idad eléctrica:+ Re"enido
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Es el tratamiento térmico e&ectuado so.re un roducto temlado con el &in de o.tener modi&icaciones ,ue le con&iera las caracter*sticas de emleo deseadas+ El ciclo térmico se comone de las siguientes etaas@ #
Calentamiento -asta una temeratura determinada ero in&erior a Ac+
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Uno o "arios mantenimientos a una o "arias temeraturas determinadas+
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Uno o "arios en&riamientos -asta la temeratura am.iente 9generalmente al aire( agua o aceite:+
El o.1eti"o del re"enido es me1orar la tenacidad de los aceros temlados( a costa de disminuir la dure'a( la resistencia mec%nica ! su l*mite el%stico+ En el re"enido se consigue tam.ién eliminar( o or lo menos disminuir( las tensiones internas del material roducidas a consecuencia del temle+ El roceso comleto de temle m%s re"enido se conoce como .oni&icado( ,ue como su nom.re lo indica( me1ora o .ene&icia el acero( aumentando su "ida+ Temeratura de re"enido@ #
Calentando or encima de B678C( se o.tiene estructura de grano grueso( al .a1ar la temeratura de re"enido( se "an o.teniendo estructuras cada "e' m%s &inas ! m%s duras( en términos generales la temeratura de re"enido "ar*a entre ;77 ! B677C+
Duraci3n del re"enido@ #
4ara un acero dado( la ermanencia a la temeratura del re"enido deende de la &orma ! dimensiones de la ie'a( en general( ara los
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aceros con contenido medio de car.ono se recomienda una -ora( m%s una -ora or ulgada de esesor+
3. Equipo y materiales
<+ Muestras e,ue>as de aceros temla.les 9A00A/ D=#;( A00A/7( A00A/ F#6( A00A/ F#?( A00A/ B7 AMUTIT#0:+ <+; Gorno mu&la+ <+< /anco de rearaci3n de muestras metalogr%&icas+ <+? Microscoio metal)rgico@ O.1eti"o ! ocular+ <+6 Reacti"os 9Nital
de Amiato.
4. roce!imie"to:
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?+ E"al)e las roiedades de dure'a ! microestructura corresondientes a las muestras sin tratamiento térmico+ ?+; Lle"ar a la temeratura de austeni'aci3n mantener el tiemo adecuado ! osteriormente en&riarlo dr%sticamente en agua o aceite+ ?+< E"al)e dure'a ! microestructura en esta etaa+ ?+? Lle"ar a la temeratura de re"enido manteniendo el tiemo adecuado ! luego reali'ar el an%lisis de dure'a ! microestructura en esta etaa+ ?+6 =inalmente analice los resultados en las di&erentes etaas del temle+ #. $"%lisis !e resulta!os:
Desués de -a.er identi&icado en la micro&otogra&*a los constitu!entes del acero( se logr3 mediante el método de comaraci3n con otra micro&otogra&*a o.tenida del li.ro del la.oratorio de Ciencia de Materiales( ,ue el acero de la &otogra&*aes un 75 con tratamiento térmico de Temle Re"enido con una temeratura de 5778C Imagen o.tenida luego de reali'ar el roceso metalogr%&ico@
Ferrita Perlita
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Co7osicin ;0<ica del acero AI*I=
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COM4ARACION DE RE0ULTADO0@ Muestra original
Muestra
Re&erencia tomada del internet
En esta muestra se puede observar que se encuentra cristales blandos de ferrita; la ferrita es la parte clara donde se ve mas nitido. •
Muestra desués del temle
Muestra
Re&erencia tomada del internet
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En esta muestra se puede observar una clara diferencia entre la Micrografía obtenida y la micrografía esperada. Pues al final de la practica se cayo en cuenta que el acero trabajado era un AISI !" y no un AISI !#$ como se creía. %o cual justifica tambi&n el no aumento de la dure'a en la muestra( pues en un principio era "#.) *oc+ell , y luego a pesar de -aber -ec-o el tratamiento apenas lleg a "/.$ *oc+ell , un resultado totalmente inesper ado. &. 'o"clusio"es y recome"!acio"es:
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0e reconoci3 los micro constitu!entes del acero tra.a1ado en los rocesos de tratamiento térmico de temle ! re"enido( comarados ! contrastados
>
con muestra reales !a e$istentes+ Durante el tratamiento de temle ! Re"enido ocurri3 algo ineserado( ues lo resultados en Microgra&*a ! dure'a no satis&acieron lo eserado
>
or tra.a1ar con una muestra di&erente de acero a la ,ue se cre*a+ 0e recomienda re"isar .ien las eseci&icaciones de las muestras ! determinar con ,ue acero se esta tra.a1ando antes de comen'ar el tratamiento ara e"itar resultados ineserados
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!? @I@LIO(RA+A: + -tt@JJKKK+uam+esJdocenciaJla."&matJla."&matJracticasJractica?JtiosH;7de H;7en&riamiento+-tm ;+ -tt@JJKKK+uam+esJdocenciaJla."&matJla."&matJracticasJractica?JtiosH;7de H;7en&riamiento+-tm <+ -tt@JJes+slides-are+netJtangoBJrecocido#normali'ado#es&eroidi'ado#!# reciitacin ?+ Aseland( 4+ 9;77?+:+ Ciencia e Ingenier*a de los Materiales ?ta edici3n+ International T-omson+ Recuerado el ;; de &e.rero del ;76
