TTT-PLANCHA.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

Curso: Ciencias de Materiales MC112

los

Sección: C Profesor: Ing. José Sosa Integrantes: Chong Luna, José Calla Zevallos, Anthony

Tratamientos térmicos OBJETIVOS  

Comprender los métodos de los diferentes tratamientos térmicos. Como mejorar las propiedades de los materiales a través de los tratamientos térmicos.

DESCRIPCION DE EQUIPO

Luis

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FB - 1310m -33 Themolyne horno de 1,3 litros económica.

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Balde de agua y aceite.

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Guantes de seguridad

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Probetas de acero

PROCEDIMIENTO  Se coloca las 3 probetas en el horno y se deja que alcance una temperatura de 850 °C.  Una vez alcanzada la temperatura se extrae una probeta y se realiza temple al agua y luego se retira la otra probeta y se realiza temple al aceite Temple: Es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento, generalmente rápido con una velocidad mínima llamada “critica”.

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Se sumerge la probeta en el balde de agua y se agita para que disminuya su temperatura rápidamente.

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Se sumerge la otra probeta en el balde de aceite y se agita la coladera.

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Se saca la tercera probeta para colocarlo al ambiente y se deje enfriar.

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Se puede tener otra probeta para hacer un recocido que consiste en calentarlo hasta cierta temperatura y luego hacer enfriamientos lentos, que se puede configurar al horno para que disminuya su temperatura a una cierta tasa.

CONCLUSIONES  Los tratamientos térmicos solo alteran la estructura cristalina del acero mas no su composición química brindándole así unas características mecánicas específicas.  Lo que se obtiene en el temple realizado es aumentar la dureza y resistencia mecánica, transformando toda la masa en austenita con el calentamiento y después, por medio de un enfriamiento rápido la austenita se convierte en martensita.  En el temple en agua el enfriamiento en la superficie es prácticamente al contacto y el poco tiempo que se deja el material en el agua es para que termine de salir todo el calor y baje la temperatura del interior también. Porque si no se puede retirar la pieza y la superficie esta fría pero el calor que está en el interior sigue saliendo y vuelve a calentar el material. Con este procedimiento se consigue una alta dureza.  La velocidad con la que se retira el calor en el aceite es menor que en el caso del agua; hay varias propiedades como el calor especifico del líquido, la densidad del líquido, la viscosidad del líquido, la conductividad del líquido que hacen que la velocidad con la que se retire el calor sea distinta y sea más intenso el enfriamiento en agua que en aceite. Entonces el enfriamiento en aceite es menor y eso hace que la estructura de la martensita venga a ser más gruesa que la que se obtiene en agua.  En el enfriamiento normalizado se a dejado la probeta enfriarse al ambiente, en este método la velocidad de enfriamiento es mucho menor que el temple en agua y aceite obtiene menor dureza si es que se efectúa un ensayo metalográfico

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También se podría hacer echo un recocido que incluso la velocidad de enfriamiento es menor que la del normalizado y se obtiene el material blando. Lo que se ha hecho en esta experiencia es tener un mismo material con las mismas condiciones, la misma estructura, a los cuales se les ha calentado y se les aplico diferentes velocidades de enfriamiento obteniéndose así una gama de propiedades finales que pueden ser utilizadas para diferentes aplicaciones pero que corresponden a un mismo acero con propiedades fijas y lo que hicimos fue ampliar ese universo de aplicaciones desde materiales muy blandos hasta materiales muy duros lo cual obtuvimos.

Cuestionario 1. ¿Qué factores influyen en la templabilidad de los aceros? 

Del tamaño del grano austenitico:

El tamaño de grano de la austenita Grano muy fino tiene mucha área de límite de grano que facilita la nucleación de la ferrita y perlita, disminuyendo la templabilidad del acero. Grano grande no es deseable porque reduce la ductilidad final del acero y aumenta la tendencia al agrietamiento en el temple, así pues, no es buena práctica hacer crecer el grano austenitico. 

La composición química del acero:

El contenido de carbono. Un incremento del contenido de C en un acero aumenta fuertemente su dureza y su templabilidad. Sin embargo, un alto % de C no siempre es deseable. Una alternativa para aumentar la dureza de un acero de bajo C es añadir elementos de aleación.

2. ¿Cómo influye el porcentaje de carbono en las temperaturas de inicio y fin de la transformación de la martensita, en el diagrama TTT? La temperatura en la cual se inicia la transformación de austenita a martensita, bajo enfriamiento, se conoce como temperatura de inicio de martensítico (Ms), y la temperatura a la cual finaliza dicha transformación se llama temperatura de acabado martensítico, (Mf). La temperatura Ms para aleaciones Fe-C disminuye a medida que el porcentaje en peso de carbono aumenta en esas aleaciones, como se muestra en la siguiente figura.

3. ¿Cómo influyen los elementos de aleación en los desplazamientos de las regiones de transformación de los aceros en el diagrama TTT? Los diversos elementos de contenidos en una aleación hacen que la temperatura del diagrama de fases Fe – Fe 3C aumente o disminuya. Tanto el manganeso como el níquel hacen que la temperatura disminuya y actúan como elementos estabilizadores de austenita que agrandan la región austenítica del diagrama de fase Fe – Fe3C. En algunos aceros con suficientes cantidades de níquel o manganeso, la estructura austenítica puede obtenerse a temperatura ambiente. Los elementos formadores de carburo, como el tungsteno, Molibdeno y el titanio elevan la temperatura eutectoide del diagrama de fases Fe – Fe 3C a valores mas altos y reducen el campo de la fase austenítica.

4. ¿Cuál es la diferencia entre el diagrama TTT o diagrama de transformación a temperatura constante y el diagrama de transformación de enfriamiento continuo para los aceros? En las operaciones industriales a base de tratamiento calórico, la mayoría delas veces el acero no transforma isotérmicamente a una temperatura superior a la temperatura inicial de martensita, sino que se enfría continuamente desde la temperatura ambiente. En un acero al carbono simple bajo enfriamiento continuo, la transformación de austenita a perlita se produce en todo un rango de temperatura y no a una sola temperatura isotérmica. 5. ¿Qué etapas se producen durante el revenido, qué estructura se forma al realizar un revenido por encima de 400 ºC? Cuando los aceros se revienen en el rango de 200 a 300°C, la formación del precipitado se asemeja a unas varillas. 1 temperaturas de revenido más altas, de 400 a 700°C, los carburos en forma de varillas se colapsan para crear partículas esféricas.

6. Mostrar los diagramas TTT para un acero eutectoide, un acero hipoeutectoide y un acero hipereutectoide, indicar cuales son las diferencias más importantes entre ellas.

En el diagrama de acero hipoeutectoide aparece una línea más de transformación en la parte superior izquierda que corresponde a la línea de precipitación de la ferrita. En el diagrama de acero hipereutectoide se observa una línea más de transformación a la izquierda en la parte superior, que es la iniciación de la transformación de austenita en cementita. Entre las temperaturas ACm y AC123 sólo se transforman austenita en cementita.

7. Sabiendo que la temperatura de temple es T = Ac3 + 50 ºC, Calcular la temperatura para un acero SAE 1035 De la siguiente grafica eutectoide del acero se puede hallar la temperatura Ac3. La cual es de 820°C.

82

0.3

Entonces la temperatura T es: T = Ac3 + 50°C T=820°C + 50°C T= 870°C 8. Se sabe que la región central de una probeta cilíndrica de acero al carbono con 0.35 %C, de 12 mm de diámetro tiene 80 % de martensita, Calcular la dureza HRc de esta región central. De la siguiente grafica %de carbono vs HRC, se obtiene el valor de HRC mediante el uso de escalas, usando los datos anteriormente establecidos.

4

0.3 5

Entonces el valor del HRC es aproximadamente 44 (HRC = 44) 9. Describir la transformación martensítica. Mostrar gráficos. Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado auténtico a altas temperaturas. El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% de carbono, sus propiedades físicas varían con su contenido en carbono hasta un máximo de 0.7%C.