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• Bryan Hermoza Vizcarra

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NORMALIZADO

OBJETIVOS 

Mejorar su maquinabilidad, modificar, refinar el grano y homogeneizar la microestructura (Normalizado).



Observar el cambio de tamaño de los granos de cada una de las probetas después del tratamiento térmico y posterior fractura.

El normalizado consiste en un calentamiento a temperatura ligeramente superior a la temperatura crítica superior seguido de un enfriamiento a temperatura ambiente. En el proceso de normalizado, el material es llevado a cerca de 50º C por encima de la temperatura crítica superior Acm. Después de un proceso de austenización, el material es sometido a un enfriamiento en aire a temperatura ambiente, con lo que se logra una estructura más fina y homogénea que en el recocido.

Grafico de normalizado en aceros hipoeutectoides y hipereutectoides

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados Celsius por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita (perlita y ferrita). A continuación, se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

FACTORES QUE INFLUYEN La temperatura de cristalización no debe sobrepasar mucho la temperatura crítica. El tiempo al que se debe tener la pieza a esta temperatura deberá ser lo más corto posible. El calentamiento será lo más rápido posible. La clase y velocidad de enfriamiento deberán ser adecuados a las características del material que se trate. Con esto se consigue una estructura perlítica con el grano más fino y más uniforme que la estructura previa al tratamiento, consiguiendo un acero más tenaz. Es lo que llamamos perlita fina (observar un diagrama TTT, de la fase austenita y posteriormente realizar una isoterma a una temperatura determinada)

Gráfica de calentamiento y enfriamiento para el normalizado y recocido de acero hipoeutectoide (izquierda) y hipereutectoide (derecha).

Intervalo de temperaturas de los procedimientos de recocido y normalizado más importantes para los aceros al carbono

Cuando se trata de aceros de contenido medio en carbono (entre 0.3 – 0,5%C) la diferencia de propiedades es mayor que en el caso anterior; en general, el proceso de normalizado da más dureza.

EQUIPOS Y MATERIALES

PROBETAS DE ACERO AL CARBONO

DUREFRACTÓMETRO

PUNZON DEL DUROFRACTOMETRO

VERNIER ELECTRÓNICO

FRAGUA

CARBÓN

AGUA

PROCEDIMIENTO a) Cuantificar las 3 probetas con y sin tratamiento térmico realizando pruebas de dureza y residencia.

b) Calentar las 2 probetas en la fragua a 600º y 900º, seguidamente dejar enfriar la primera al medio ambiente y la segunda en agua, luego cuantificar las probetas.

c) Volver a calentar las tres probetas a 900º y enfriar al medio ambiente y cuantificar la dureza y resilencia.

d) Observar la coloración durante el enfriamiento ya que nos permitirá tener un poco de conocimiento acerca de cada una de las probetas.

Evaluación de dureza y resilencia de las tres probetas

DIAMETRO DE

PROBETA SIN

PROBETA CON TT

PROBETA CON TT

TT

A 600ºC ENFRIADA

A 900ºC ENFRIADA AL

AL MEDIO

AGUA

3.34mm

2.81mm

2.52mm

8.67mm

11.06mm

9.46mm

48º

56º

35º

LA

HUELLA DIAMETRO DE

LA

FRACTURA ANGULO

DE

ABSORCION

DUREZA:

𝐁=

𝐏 𝐒

DONDE: B=Dureza Guibaru en kg/m2 P=Peso del martillo 34.500kg S=Superficie de la huella circular dejada por el punzón en mm2

Dureza de las 3 probetas 𝝅

PROBETA SIN TRATAMIENTO TERMICO

34.500/ (3.34)2=3.94Kg/mm2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 600ºC ENFRIADA AL MEDIO

34.500/ 4 (2.81)2=5.56kg/mm2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 900ºC ENFRIADA AL AGUA

34.500/ 4 (2.52)2=6.72kg/mm2

𝟒

𝜋

𝜋

RESILENCIA: DONDE:

𝑾 𝑹= 𝑺

𝑾=𝑷×𝒉

W=Energía absorbida para producir la fractura S=Superficie de la fractura en cm2

DONDE: P=Paso del martillo 34.5kg H=Altura de caída que se absorbe para ocasionar la fractura de la probeta. Por especificaciones técnicas del durefractrometro. 10°=0.15m.

PROBETA SIN TRATAMIENTO TERMICO 𝜋

𝜋

𝑠 =4 × 𝑑 2 =4 × 8.672 = 0.59𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.72 m 48°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.72𝑚 = 24.84 𝑘𝑔. 𝑚 𝑅=

𝑊/𝑆=

24.84𝑘𝑔. 𝑚 /0.59𝑐𝑚2 = 35.5 kg.m/𝑐𝑚2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 600ºC 𝜋

𝜋

𝑠 =4 × 𝑑 2 = 4 × 11.062 = 0.96𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.84m 56°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.84 𝑚 = 28,98𝑘𝑔. 𝑚 𝑅 =𝑊/𝑆= 28.98 𝑘𝑔. 𝑚 /0.96 𝑐𝑚2 = 30.18kg.m/c𝑚2 PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 900ºC 𝜋

𝜋

𝑠 = 4 × 𝑑 2 = 4 × 9.462 = 0.70𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.525 m 35°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.525 𝑚 = 18.1125 𝑘𝑔. 𝑚

𝑅=

𝑊/𝑆

= 18.1125 𝑘𝑔. 𝑚 /0.70 𝑐𝑚2 = 25.875 kg.m/𝑐𝑚2

Dureza y resilencia de las 3 probetas después de enfriadas al medio ambiente

DIAMETRO DE

PROBETA SIN

PROBETA CON TT A

PROBETA CON TT A

TT

600ºC

900ºC

3.34mm

3.19mm

3.35mm

9.58mm = 0.958

10.12mm = 1.012 cm

9.58mm = 0.958 cm

36º

32º

LA

HUELLA DIAMETRO DE

LA

cm

DE

34º

FRACTURA ANGULO

ABSORCION

Dureza de las 3 probetas después de enfriadas al medio ambiente (normalizado) 𝝅

PROBETA SIN TRATAMIENTO TERMICO

34.500/ 𝟒 (3.34)2=3.94Kg/mm2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 600ºC

34.500/ 4 (3.19)2=4.31kg/mm2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 900ºC

34.500/ 4 (3.35)2=3.91kg/mm2

𝜋

𝜋

CALCULO DE RESILIENCIA: PROBETA SIN TRATAMIENTO TERMICO ENFRIADA AL MEDIO 𝜋

𝜋

𝑠 =4 × 𝑑 2 =4 × 0.917𝑐𝑚2 = 0.72𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.51 m 34°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.51𝑚 = 17.595 𝑘𝑔. 𝑚

𝑅=

𝑊/𝑆=

17.595𝑘𝑔. 𝑚 /0.72𝑐𝑚2 = 24.4375 kg.m/𝑐𝑚2

PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 600ºC ENFRIADA AL MEDIO 𝜋

𝜋

𝑠 =4 × 𝑑 2 = 4 × 1.024𝑐𝑚2 = 0.804𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.54m 36°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.54 𝑚 = 18.63𝑘𝑔. 𝑚 𝑅 =𝑊/𝑆= 18.63 𝑘𝑔. 𝑚 /0.804 𝑐𝑚2 = 23.1716kg.m/c𝑚2 PROBETA CON TRATAMIENTO TERMICO A 900ºC ENFRIADA AL MEDIO 𝜋

𝜋

𝑠 = 4 × 𝑑 2 = 4 × 0.9177𝑐𝑚2 = 0.7201𝑐𝑚2 10°----------0.15 m X=0.48 m 32°----------X 𝑊 = 𝑝𝑥ℎ = 34.5 𝑘𝑔𝑋0.48 𝑚 = 16.56 𝑘𝑔. 𝑚 𝑅=

𝑊/𝑆

= 16.56 𝑘𝑔. 𝑚 /0.7201𝑐𝑚2 = 22.99 kg.m/𝑐𝑚2

RESULTADOS: Probetas antes del normalizado a 900ºC Probeta sin TT

Dureza Resilencia

Probeta con TT a

Probeta con TT a

600ºC

900ªC

3.94Kg/mm2

5.56kg/mm2

6.72kg/mm2

35.5 kg.m/𝑐m2

30.18kg.m/c𝑚2

25.875 kg.m/𝑐m2

Probeta con TT a

Probeta con TT a

600ºC

900ªC

3.94Kg/mm2

4.31kg/mm2

3.91kg/mm2

24.4375 kg.m/𝑐m2

23.1716kg.m/c𝑚2

22.99 kg.m/𝑐m2

Probetas después del normalizado a 900ºC Probeta sin TT

Dureza Resilencia

ANALISIS DE RESULTADOS Podemos observar que las probetas después de pasar por distintos tratamientos térmicos obtienen diferentes durezas y resilencias a pesar de tener el mismo porcentaje de carbono en su estructura. Luego de ser llevadas a normalizado adquieren propiedades de dureza y resilencia similares comprobando que el normalizado devuelve las propiedades y homogeneiza el tamaño de grano del acero. CONCLUSIONES Se mejoró su maquinabilidad, modificar, refinar el grano y homogeneizar la microestructura (Normalizado). Ya que se refinaron los granos y se mejoró las propiedades mecánicas. Se observó el cambio de tamaño de los granos de cada una de las probetas después del tratamiento térmico.