• Author / Uploaded
• Martín Macias

Citation preview

MARCO TEÓRICO

Aceros El acero es una aleación de hierro que contiene hasta un 2 por ciento de carbono, mientras que otras formas de hierro contienen entre un 2 y un 4 por ciento de carbono. De hecho, hay miles de tipos diferentes de hierro y acero, todos ellos con cantidades ligeramente diferentes de otros elementos de aleación. Aceros 40XX También llamados aceros al cromo-molibdeno, es una familia de aceros micro aleados (o en inglés, high-strength low-alloy (HSLA) steel) de alta resistencia y de baja aleación, según lo especificado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE Internacional). Sus elementos aleación incluyen el cromo y molibdeno, (Cr [0,4-1,2 %], Mo [0,08-0,25 %]) y como resultado de estos materiales se refiere a menudo como acero CRMO o Chromoly (CrMo o CroMo). Tienen una fuerza excelente al cociente de peso, son fáciles de soldar y son considerablemente más fuerte y más duro que el estándar 1020 de acero. No es tan ligero como una aleación de aluminio, pero tiene la ventaja de una alta resistencia a la tracción y alta ductilidad. Acero 4041 Es un tipo de acero al medio carbono aleado con cromo y molibdeno, con alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento térmico. Sus principales aplicaciones son: flechas, engranes, válvulas, pernos, coples, ejes, pernos de alta temperatura, rodillos, cuerpos de herramientas de corte, etc. Tiene una buena penetración de temple y contiene buenas características de estabilidad en caliente hasta 400 °C. Sin fragilidad de revenido, es muy versátil y apto para esfuerzos de fatiga y torsión. Este tipo de acero se emplea en cigüeñales, engranes, ejes, mesas rotatorias, válvulas y ruedas dentadas. También es utilizada en piezas forjadas, grado herramienta, llaves de mano, destornilladores, espárragos, árboles de levas, flechas de mecanismos hidráulicos, etc. Las piezas templadas a inducción pueden dar una dureza de 57-59 Rockwell C. ACERO

C (%)

Mn (%)

Si (%)

P (%)

S (%)

Fe (%)

4140

0.380.43

0.751.0

0.150.35

0.035

0.04

BALANCE

Cr (%) 0.81.1

Mo (%) 0.150.25

Acero 4041 recocido Para obtener una estructura predominantemente perlítica, calentar a 845 °C (1550 °F), enfriar rápidamente hasta 675°C (1250°F) y mantener por 5 horas. Para obtener una estructura esferoidizada calentar a 750°C (1380°F) enfriar a 665°C (1230°F) a una velocidad de 5°C por hora.

Tratamientos Térmicos El tratamiento térmico se define como una combinación de operaciones de calentamiento y enfriamiento aplicadas a metales y aleaciones en estado sólido para obtener las condiciones o propiedades deseadas. Los tratamientos térmicos pueden utilizarse para homogeneizar el fundido de las aleaciones metálicas, para mejorar su ductilidad en caliente, para ablandar los metales antes o durante su procesamiento en frío o en caliente, o para modificar su microestructura con el fin de obtener las propiedades mecánicas deseadas. También se utiliza el tratamiento térmico de aleaciones metálicas para modificar la estructura química superficial de los materiales. Este objetivo se logra mediante la difusión de carbono, nitrógeno y otros materiales sólidos o gaseosos en la superficie del componente. Estos procesos se utilizan para obtener superficies con una dureza determinada y para mejorar su resistencia al desgaste, la corrosión y la fatiga. Recuperación y Recristalización Cuando se deforma plásticamente un metal a temperaturas bastante inferiores a la de su punto de fusión, se dice que el metal ha sido trabajado en frío. La mayor parte de la energía empleada en esta deformación se disipa como calor, almacenándose una pequeña fracción como energía de deformación. Ésta última se acumula en forma de dislocaciones y de defectos puntuales, por ejemplo: ruptura de enlaces y vacancias. Cuando se calienta este material ocurren dos procesos que disminuyen la energía interna almacenada:  Recuperación: o La recuperación es la primera etapa del proceso de recocido. Por una parte, con mayor temperatura se produce el alivio de esfuerzos internos causados por el trabajo en frío, (tensiones residuales), y por otra parte, se producen cambios microestructurales. o La recuperación comprende una serie de fenómenos que ocurren a temperaturas más bien bajas, con respecto a la temperatura de fusión del material, entre los que se pueden destacar:  Aniquilación de defectos puntuales: Consiste en la difusión, mediante la adición de calor, de las vacancias hacia las dislocaciones y bordes de granos, así se logra disminuir su

cantidad hasta el número de equilibrio a la temperatura correspondiente  Poligonización: Consiste en la readecuación de un cristal flexionado para la cual éste se descompone en cierto número de pequeños segmentos cristalinos con leves diferencias de orientación íntimamente ligados, logrando que las dislocaciones se redispongan en una configuración de menor energía, formando subgranos y bordes de grano de ángulo pequeño  Caída de la resistividad eléctrica  Recristalización: Si un metal previamente deformado en frío, es recocido a una temperatura suficientemente alta, (temperatura de recristalización), aparecen nuevos cristales en la microestructura, los que tienen idéntica composición y estructura reticular que los antiguos granos no deformados. Estos nuevos cristales surgen en zonas con alta densidad de dislocaciones. La temperatura de recristalización corresponde a la temperatura aproximada a la que un material altamente trabajado en frío se recristaliza por completo en una hora, Figura 5. La recristalización es sensible a cambios en la temperatura a la que se realiza, más que a variaciones de tiempo a temperatura constante. Además de los procesos antes mencionados y dependiendo del tiempo y de la temperatura a la que se caliente el material, puede presentarse un tercer proceso denominado crecimiento de grano, éste ocurre cuando se continúa el recocido luego de completarse la recristalización.