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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALÚRGICA-FIGMM.

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ME-524R INFORME:

AUSTENITA RETENIDA

NOMBRE:

Edward Bryan Lujan Contreras

CODIGO:

20122137E

PROFESOR:

M.Sc. Ing. Manuel Natividad Cruz Torres

LIMA – PERU

2020

2 Índice

1.

Objetivos ............................................................................................................ 3

2.

Fundamento teórico ........................................................................................... 4 Temple .................................................................................................................... 4 Temperatura Ms y Mf en la formacion de martensita. ............................................. 6

3.

Equipos y materiales .......................................................................................... 7

4

Procedimiento experimental ............................................................................... 8

5.

Resultados ......................................................................................................... 9

6

Conclusiones.................................................................................................... 11

7

Recomendaciones ........................................................................................... 12

8

Bibliografía ....................................................................................................... 12

9

Cuestionario ..................................................................................................... 13

1.

Objetivos -

Determinar metalográficamente el porcentaje de austenita presentes en un SAE 4043 luego de realizarse un temple a distintas temperaturas.

-

Determinar si el temple realizado a esta pieza fue de manera correcta o tuvo problemas para lograr una transformación martensítica.

-

Usar el software ImageJ para la medición de las áreas de la austenita retenida, así como para poder darle un contraste a la imagen presentada por el microscopio.

-

Aprender cómo controlar la formación de la austenita retenida, así como las variables que influyen en su formación.

4 2.

Fundamento teórico

Temple El temple consta de 3 etapas: precalentamiento, austenización y enfriamiento. Precalentamiento: Minimiza tensiones que ocurren durante el temple y que pueden traducirse en distorsiones y grietas en la pieza. Los primeros son las debidas a la expansión térmica que se produce durante el calentamiento y el segundo son debidas a la disminución de volumen por la transformación de la matriz ferrítica a una austenítica al alcanzarse la temperatura Ac 1. Austenización: Transforma la matriz en una estructura austenítica y disuelve en parte los elementos de aleación que se encuentran en forma de carburos. Es un proceso dependiente de la temperatura y el tiempo y estos parámetros vendrán marcados por la composición química del acero, el tamaño de la pieza. El carbono se difunde lentamente desde la estructura BCC hacia la estructura FCC. Enfriamiento: Se realiza muy rápido con el fin de conseguir la dureza pretendida en el material, el medio menos enérgico posible, pero suficientes para alcanzar una matriz martensítica con los carburos embebidos en ella. Durante esta etapa la austenita no tiene suficiente tiempo para transformarse a ferrita o perlita, resultando una distorsión de la austenita conocida como martensita.

5 Figura 1 Curvas de enfriamiento sobrepuestas sobre un diagrama hipotético T-I. para un acero eutectoide.

Tomado de (Avner, 1988) Las curvas de enfriamiento de la ilustración 1 controlan la estructura final del temple, podemos observar que a una velocidad de enfriamiento lento (curva 1) se obtiene una fase perlita gruesa con 15 HRC. A un enfriamiento rápido (Curva 6) se obtiene al final una estructura martensita con 64 HRC. Una curva de enfriamiento que cruce las curvas T-I formaran parcialmente la martensita generando una menor dureza en la fase final. La curva de enfriamiento 7 tangente a la nariz de la curva T-I, es conocida como rapidez critica de enfriamiento.

6 Temperatura Ms y Mf en la formacion de martensita. Figura 2 Relación de las temperaturas de inicio y final de la formación de la martensita en base a la cantidad de carbono.

Tomado de (Kobasko, 2019) La temperatura Ms (Temperatura de inicio de transformación de la martensita) y Mf (Temperatura final de transformación de la martensita) varían inversamente con la cantidad de carbono presente en el acero. Un acero de alto carbono presenta una temperatura de finalización menor a 0°C, favoreciendo a la formación de austenita retenida. La reacción martensítica en los aceros normalmente se produce de forma térmica, es decir, durante el enfriamiento en el rango de temperatura entre Ms y Mf, es decir, los primeros cristales de martensita comienzan a formarse a la temperatura de M s y, para que se forme más martensita, el acero debe enfriarse continuamente. dentro de Ms-Mf.

7 3.

Equipos y materiales -

Microscopio

-

Probetas preparadas metalográficamente

-

Ordenador con el programa ImageJ instalado.

8 4 Procedimiento experimental -

Se prepara metalográficamente las muestras a analizar.

-

Se observan las muestras y se toman distintas capturas para cada temperatura de temple.

-

Se analizan las capturas obtenidas con el programa ImageJ.

9 5.

Resultados Se obtienen las siguientes capturas metalográficas: Figura 3 Captura de la muestra que fue sometida a temple a 800°C.

Tomado de (Manuel Natividad, 2020) Figura 4 Captura de la muestra que fue sometida a temple a 850°C.

Tomado de (Manuel Natividad, 2020)

10 Figura 5 Captura de la muestra que fue sometida a temple a 900°C.

Tomado de (Manuel Natividad, 2020)

11 6 Conclusiones -

Se obtuvo menor porcentaje de austenita retenida a la temperatura de temple de 800°C con 5.45%, siendo ésta la más ideal.

-

El temple se realizó de manera correcta evidenciándose en los % de austenita retenida menores a 15% en todas las pruebas.

-

Al obtener bajos porcentajes de austenita retenida en las 3 probetas (