Informe de Temple - Grupo 4

 

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS E.A.P. INGENIERIA METALÚRGICA

INFORME DE LABORATORIO TEMA:

Temple

PROFESOR:

Ing. Oswaldo Gonzales Reynoso

CURSO:

Tratamientos Tratamientos Térmicos

INTEGRANTES:: INTEGRANTES

Lucero Ávila Antonio Chuzón Pacheco Juan Ramírez Ayma Wolfgang Saba Allende José Saldaña Suárez Ricardo

2019

 

INTRODUCCIÓN

El temple consiste en calentar el acero a una temperatura determinada por encima de su punto de transformación para lograr una estructura cristalina determinada (estruct (est ructura ura austení austenítica tica), ), seguido seguido de un enfriami enfriamiento ento rápido rápido con una velocid velocidad ad superior a la crítica, que depende de la composición del acero, para lograr una estructura estructur a austenítica, martensítica o bainítica, que proporcionan proporcionan a los aceros una dureza elevada. Estos procesos Estos procesos se efectúan efectúan para aumenta aumentarr la resistencia  resistencia  y dureza dureza,, mejor mejorar ar la ducti du ctilid lidad ad,, cambi cambiar ar el tama tamaño ño de granos granos y compo composic sición ión química, química, mejo mejora rarr la facilidad facilida d de trabajo trabajo,, liberar liberar esfuerzo esfuerzos, s, endurec endurecer er herramientas  herramientas  y modifi modificar car las pr propi opieda edade des s eléctr eléctrica icas s y magné magnétic ticas as de los los materi materiale ales. s. Como Como todos todos estos estos pr proce ocesos sos impli implica can n cambi cambios os o modif modifica icacio ciones nes en la estructura  estructura del del materi material al,, se necesit nec esitan an conocim conocimient ientos os de metalurgia  metalurgia  o de físic físicoo-quí químic mica a para para conoc conocerl erlos os a fondo. Por tanto, solo se describirán los aspectos sencillos de estos procesos.

OBETIVOS 1. Aprender Aprender a usar usar un horno tipo mufla mufla para tratamientos tratamientos térmicos. térmicos. 2. Aprend Aprender er a realizar realizar los tratamie tratamientos ntos térmic térmicos os (Temple) (Temple) 3. Hacer Hacer un ensayo ensayo dureza teniend teniendo o en cuenta cuenta las distancia distancias s estándar estándar para obt bte ener una

gr gráf áfic ica a

cor correcta cta

de dureza eza

vs dist istanc ancia

acertadamente respecto a las propiedades del material.

y

conc onclui luir 

 

RESUMEN

Recocid Rec ocido o consiste consiste básicam básicament ente e en un calent calentamie amiento nto hasta hasta la temperat temperatura ura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra logra aumenta aumentarr la elastici elasticidad dad,, mientras mientras que disminuye disminuye la dureza. dureza. También También 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. En este proceso de tratamiento térmico se podrá medir que después de calentar a una temperatura determinada, dejar enfriar de manera lenta dentro del propio horno ho rno y luego luego proc procede ederr a medir medir la durez dureza a en el ensay ensayo o Rockw Rockwell ell dará dará una una disminución de su dureza que se calculó inicialmente de la pieza de cuchillo que se está trabajando en este laboratorio.

 

TEMP TE MPLE LE DE LOS ACE ACERO ROS S El acero, con la excepción de algunos tipos especiales, puede ser endurecido por  calentamiento a temperatura elevada y rápido enfriamiento posterior. Al proceso mediante el cual el acero se incrementa a su máxima dureza también se le conoce como com o te temp mple le o templa templado. do. Es ciert cierto o que que cada cada ac acer ero o requi requiere ere su tempe tempera ratur tura a particular de calentamiento para temple, pero las experiencias demuestran que la temperatura temperatu ra para conseguir conseguir el máximo de endurecimiento es afectada, de manera regular, por el contenido de carbono en el acero

 

Intervalo de temperatura para el temple o endurecimiento de los aceros

 

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TEMPLE 



Otro factor importante en el temple o en cualquier cualquier tratamiento térmico es la velocidad de calentamiento. En cualquier operación de tratamiento térmico, es importante la velocidad de calentamiento. calentamiento. El calor fluye del exterior hacia el interior del acero a una velocidad determinada. Si el acero se calienta demasiado rápido, el exterior  se vuelve tan caliente como el interior y no se puede obtener una estructura uniforme.



Si una pieza es irregular en su forma, lo más esencial es una velocidad lenta para eliminar alabeo o agrietamiento. Mientras mayor es la sección, mayor may or deber deberá á ser ser el tiempo tiempo de calen calentam tamien iento to para para lograr lograr result resultad ados os uniformes. Aún después que se ha alcanzado la temperatura correcta, la pieza pie za deberá deberá mantenerse mantenerse a esa temperatur temperatura a por un periodo periodo de tiempo tiempo suficie suf icientem ntemente ente para permitir permitir que su sección sección más gruesa gruesa obtenga obtenga una temperatura uniforme.





La dureza obtenida de un tratamiento dado depende de la velocidad del temple, del contenido de carbono y del tamaño de la pieza. En los aceros aleados, la clase y cantidad cantidad del elemento de aleación influye sólo en la templabilidad del acero y no afecta la dureza excepto en aceros sin sin te templ mplar ar o parc parcial ialmen mente te templa templado dos. s. |Par |Para a acero aceros s de bajo bajo y medio medio carbono, el temple en un baño de agua es un método de enfriamiento rápido que comúnmente se usa. Para aceros de alto carbono y aleados se us usa a gener generalm alment ente e ac aceit eite e como como medio medio para para el templ temple, e, debid debido o a que que su acción no es tan severa como la del agua.





 Algunos aceites comerciales,  Algunos comerciales, tales tales como el aceite mineral, mineral, tienen diferentes diferentes veloc velocid idade ades s de enfri enfriam amien iento to y cons consecu ecuen ente temen mente te,, impart imparten en difer diferent ente e dureza al acero al templarse. Para enfriamiento extremo, lo más efectivo es usar salmuera o rocío de agua. Ciertas aleaciones pueden endurecerse por  enfr en fria iami mien ento to al aire aire pero pero,, para para acer aceros os ordi ordina nari rios os,, la ve velo loci cida dad d de enfriamiento que se obtiene es demasiado lenta para dar un efecto de endurecimiento apreciable. Las piezas grandes por lo común se templan en un baño de aceite, lo que tiene tie ne como como venta ventaja ja el enfri enfriar arlas las rápida rápidame ment nte e abajo abajo de la tempe temperat ratura ura

 

ambien ambi ente te,, sien siendo do así así no dema demasi siad ado o seve severo ro.. Para Para loga logarr resu result ltad ados os seme semejan jantes tes,, la temper temperat atura ura del del medio medio para para templ temple e debe debe mante mantener nerse se uniforme. Cualquier baño para temple utilizado en trabajos de producción deberá tener medios para el enfriamiento. 

El acero con bajo contenido de carbono no reacciona apreciablemente a los tratamientos térmicos de endurecimiento. Según el contenido de carbono en el acero aumenta hasta alrededor de 0.6%, la dureza que es posible al alca canz nzar ar tamb tambié ién n aume aument nta. a. Arri Arriba ba de este este punt punto, o, la dure dureza za pued puede e incrementarse sólo ligeramente, debido a que los aceros arriba del punto eutecto eut ectoide ide están están compuest compuestos os enteram enteramente ente de perlita perlita y cementit cementita a en la condición de recocido.



La perl perlita ita reac reaccio ciona na mejor mejor a las opera operacio ciones nes de trata tratamie mient nto o térmic térmico; o; cualquier acero compuesto por perlita principalmente puede transformarse en un acero acero duro duro.. Según Según se increm incremen enta ta el tamañ tamaño o de las partes partes por  por  endurecer la dureza superficial se reduce un poco, aún cuando todas las demás condiciones se mantienen iguales. Hay un límite para la velocidad de flujo del calor a través del acero. No importa que tan frío esté el medio para temple, si el calor en el interior de una pieza grande no puede escapar más rápido que a una cierta velocidad cr críti ítica ca,, hay un límite límite defini definido do para para la du durez reza a interi interior. or. Sin Sin embar embargo, go, en temple con salmuera o agua, es capaz de llevar rápidamente la superficie de la pieza templada a su propia temperatura y mantenerla a esa o a una tempera temp eratura tura muy cercana cercana.. Bajo esas esas circuns circunstanc tancias ias habría habría siempre siempre una profund pro fundidad idad finita finita de la superfi superficie cie endurec endurecida ida independ independient ientemen emente te del ta tamañ maño. o. Esto Esto no pasa pasa con con el templ temple e al aceit aceite, e, cuan cuando do la temper temperatu atura ra superficial puede ser alta durante los estados críticos del enfriamiento

DUREZA MÁXIMA DEL ACERO   La dureza máxima que se obtiene en una pieza dada de acero depende del contenido de carbono. Aunque algunas aleaciones tales como las de cromo y vanadio incrementan la velocidad y la capacidad para temple profundo de las aleaciones de acero, su máxima dureza no excederá la de un acero al carbono que tenga el mismo contenido de carbono. Este hecho se ilustra en la curva mostrada en la Figura 5.3 donde la dureza Rockwell C se representa gráficamente

 

contra el porcent contra porcentaje aje de carbono carbono.. Esta curva indica indica la máxima dureza que es posible alcanzar para un porcentaje dado de carbono. Para obtener la máxima dureza, el carbono debe estar completamente en solución con la austenita durante el temple. Deberá utilizarse la velocidad crítica de templado, la cual es la mínima ve velo loci cida dad d de enfr enfria iami mien ento to que que da por por resu result ltad ado o un 100% 100% de mart marten ensi sita ta.. Fina Fi nalm lmen ente te,, la aust austen enit ita a no debe deberá rá esta estarr pres presen ente te en ning ningún ún porc porcen enta taje je apreciable, ya que suaviza la estructura

La curva está formada por puntos de prueba tanto de aceros aleados como de aceros al carbono y se pueden observar pequeñas variaciones en los resultados. Sin embargo, no puede utilizarse la misma velocidad de enfriamiento en ambos tipos de acero con el mismo contenido de carbono. La dureza máxima obtenida en cualquier acero representa la dureza de la martensita y es de aproximadamente 66 a 67 Rockwell C. Con un contenido de carbono igual o en exceso de 0.6% es necesario alcanzar este nivel.

 

Características generales del temple 

Es el tratamiento térmico más importante que se realiza.



Hace el acero más duro y resistente pero más frágil.



La tempera temperatura tura de calentam calentamient iento o puede puede variar variar de acuerdo acuerdo a las características de la pieza y resistencia que se desea obtener. El enfriamiento es rápido Si el temple es muy enérgico las piezas se pueden agrietar 





PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

 

Primero tenemos los cuchillos listos para poder introducirlos al horno.



Se llenó una olla con agua de grifo hasta el tope ya que nuestro cuchillo es grande y se pueda templar  completamente la hoja del cuchillo.

Una vez listo el cuchillo se introduce al horno y se eleva la temperatura a 1000°C y se mantiene por media hora  

 

 

Una vez Una vez pasa pasada da el tiem tiempo po proc proced edem emos os a retira ret irarr el cuchill cuchillo o con ayuda de una unas s pinzas pinzas metálicas y protegido con unos guantes.

 

 

Luego uego de retir etirar ar el cuch cuchil illo lo caliente se procede rápidamente a ser enfriado en la olla con agua. Duran urante te el enfri nfriam amie ient nto o se agita ag ita rápid rápidam ament ente e la prob probeta eta para romper la capa gaseosa que se forma rma y mejo mejorrar la dureza a obtener.

 

 

Una vez fría y endu Una endurec recida ida la pieza pieza procedemos a lijar el cuchillo y luego medi me dimo mos s la dure durez za obte obteni nida da con con el equipo de dureza Rockwell.

La dureza obtenida:

DUREZA ROCKWELL 55 HRC  

Logrando así nuestro objetivo que era endurecer la pieza.

CONCLUSIONES  

Se mejoró la dureza al hacer el tratamiento térmico de temple debido a que obtuvimos antes del tratamiento una dureza de 51 HRC y después del temple una dureza de 55 HRC.

 

 Al tener una dureza de 55 HRC nos indica que obtuvimos una microestructura microestr uctura de martensita martensita (estructura (estructura metaestable metaestable tetragonal) tetragonal) con pequeñas cantidades de austenita retenida.

 

Debido Debi do a que que la ve velo loci cida dad d de enfr enfria iami mien ento to fue fue mayo mayorr que que la velocidad crítica de enfriamiento obtuvimos una microestructura de martensita. La agitación al momento de enfriar es un factor muy importante importante para el resultado de dureza final. El medi medio o a eleg elegir ir para para el enfr enfria iami mien ento to debe debe ser ser el adec adecua uado do dependiendo el material a enfriar. La dureza obtenida no es uniforme en todo el cuchillo habiendo zonas más duras que otras esto puede ser por una uniformidad de

 

 

 

calentamiento o un mal enfriamiento.

 

RECOMENDACIONES 

 



Lijar bien las parte de la sección recta de las probetas para obtener  re resu sulta ltado dos s más óptim óptimos os en la parte parte expe experim rimen enta tall al moment momento o de proceder a observar en el microscopio. Evitar algún tipo de accidente al momento de lijar las probetas. Se re reco comie miend nda a reali realiza zarr el ensayo ensayo de trata tratamie miento ntos s térmi térmico cos s con con guantes y pinzas de protección para retirar las probetas del horno. Se recomienda realizar el ensayo en un ambiente aislado para evitar el olor de las probetas al templar