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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

LABORATORIO 4 TRATAMIENTO TÉRMICO (TEMPLADO)

ESTUDIANTE UNIV.: SIRPA SANCHEZ SERGIO YAMIL DOCENTE: CARLOS TORRICO GUERRERO MATERIA: MEC 225 – CIENCIA DE LOS MATERIALES

Contenido TRATMIENTOTERMICO ................................................................................................... 1 1

OBJETIVO GENERAL................................................................................................ 1

2

FUNDAMENTO TEÓRICO ......................................................................................... 1 2.1

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MÁS COMUNES EMPLEADOS EN EL TEMPLE

DE LOS ACEROS .......................................................................................................... 1 2.2

3

4

TÉCNICAS DE TEMPLE ...................................................................................... 2

a)

Temperatura de calentamiento antes del temple .............................................. 3

b)

Velocidades relativas de enfriamiento ............................................................... 3

MATERIALES Y REACTIVOS .................................................................................... 3 3.1

Materiales ............................................................................................................. 3

3.2

Reactivos .............................................................................................................. 4

PROCEDIMIENTO ..................................................................................................... 4 4.1

Incremento de temperatura .................................................................................. 4

4.2

Enfriamiento ......................................................................................................... 4

4.3

Determinación de dureza ..................................................................................... 4

5

ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................... 4

6

CONCLUSIONES ....................................................................................................... 7

7

ANEXOS .................................................................................................................... 8

I

TRATMIENTOTERMICO 1 OBJETIVO GENERAL 

Aprender a realizar los tratamientos térmicos (Temple)



Identificar los diferentes tipos de temple



Comprobar que a mayor velocidad de enfriamiento mayor dureza



Aprender a usar un horno tipo mufla para tratamientos térmicos.

2 FUNDAMENTO TEÓRICO Los factores que rigen el proceso de temple son la temperatura, el tiempo de calentamiento y la velocidad de enfriamiento. La velocidad real de enfriamiento obtenida en el temple determina la estructura resultante del tratamiento térmico y los valores de dureza y resistencia alcanzados. Al enfriar el material a una velocidad superior a la crítica de temple, la austenita se transforma en martensita. En cambio, si la velocidad es inferior no se logrará obtener una estructura totalmente martensítica. La velocidad de enfriamiento real de un acero para determinada temperatura se puede determinar experimentalmente. Para ello, después de conocida la curva de enfriamiento se le traza una tangente en el punto correspondiente a dicha temperatura midiéndose su pendiente. En la velocidad real de enfriamiento influyen el medio de temple utilizado, su temperatura y el estado superficial, la forma y tamaño de las piezas a templar.

2.1

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO MÁS COMUNES EMPLEADOS EN EL TEMPLE DE LOS ACEROS

Agua Debe evitarse que el agua se caliente durante el temple, debido a que puede prolongarse la primera etapa del enfriamiento. El agua enfría muy rápidamente la superficie, con lo que se forma una corteza muy dura y se crean tensiones interna peligrosas que pueden deformar o romper las piezas. Soluciones salinas Añadiendo al agua una determinada cantidad de sales de temple, el enfriamiento es más rápido y por lo tanto más enérgico, debido no solo al mayor calor 1

específico de las soluciones respecto al agua pura, sino también porque debido a la evaporación, las soluciones salinas cristalizan y sus cristales, dada las altas temperaturas estallan rompiendo el velo de vapor que circunda la pieza. Aceites Los aceites animales y vegetales con el uso continuo a determinada temperatura se descomponen, espesan y se vuelven gomosos dando temples bastante irregulares. Además son caros y de olor desagradable. Los mejores aceites para el temple son los minerales obtenidos por destilación fraccionada del petróleo. El aceite caliente tiene más poder refrigerante (30 - 40 oC) que el frío, por ser más fluido. Este tipo de temple produce deformaciones y tensiones internas notablemente inferiores a los del agua y soluciones salinas. Un buen aceite de temple debe poseer las propiedades siguientes: Volatilidad no muy elevada. Temperatura de inflamación y combustión lo más elevada posible. Gran resistencia a la oxidación. Sales fundidas Están constituidas por cantidades variables de sodio, potasio, bario, etc, en forma de cianuros y sus componentes. Son utilizados como medios de enfriamiento y sustituyen con ventaja al aceite y al plomo fundido. Las sales se emplean en un intervalo de temperaturas entre 150 - 600ºC. Se utilizan para enfriar las piezas durante el temple y para calentar durante el revenido. Algunos se utilizan para el calentamiento y fundamentalmente para el tratamiento termoquímico. Las sales fundidas presentan muy alta temperatura de transición. Con respecto a la severidad de temple, se comportan muy semejante al aceite pudiendo considerarse los efectos equivalentes. La agitación aumenta la severidad de temple por la difusión del calor.

2.2

TÉCNICAS DE TEMPLE

Cuando se templa una pieza no todos los pinto tiene la misma temperatura ni rigurosamente la misma composición química, ni la misam estructura. Hay dos parámetros importantes que se deben tener en cuenta: 

La temperatura que debe tener el acero al estado de coalentamient, antes de ser templado.



El baño de temple

2

a) Temperatura de calentamiento antes del temple Primero, el acero debe convertirse en austenita, y el enfriamiento debe ser lo suficientemente rápido como para permitir la transformación deseada: autenita a martensita, evitando la transformación de otros elementos, aunque sea parcial, pues se produciría un componente más suave o más duro. b) Velocidades relativas de enfriamiento Tomando al agua a 19°C como referencia Solución de sal marina al 10%

1.23

Solución de soda caustica

1.20

Agua (19°C)

1.00

Agua (39°C)

0.72

Agua (60°C)

0.44

Aceite de pie de res

0.33

Aceite de pescado

0.31

Aceite de parafina

0.29

Aceite de máquina y de colza

0.22

Aceite de transformador

0.17

3 MATERIALES Y REACTIVOS 3.1 ITEM 1 2 3 12 13 14 15

Materiales MATERIAL Probeta Probeta Probeta Durometro Horno Pinza Aceite

CARACTERÍSTICA Acero 1080 Acero 1040 Acero 1020 ---Mufla

Tensa de acero De motor

CANTIDAD

2 2 3 1 1 1 400 ml

3

3.2

Reactivos

ITEM 1 2

REACTIVO Cloruro de sodio H2O

CARACTERÍSTICA Sal de mesa De grifo

CANTIDAD

250 gr 3 Lt

4 PROCEDIMIENTO 4.1 

Incremento de temperatura Se encendió el horno mufla para que caliente hasta la temperatura de 1000°C aproximadamente



Se tomó varias probetas de aleaciones ferrosas (aceros y fundiciones) y se las coloco al interior del horno



Se espero una media hora a que las probetas tengas la temperatura uniforme en todo su interior y se apago el horno

4.2

Enfriamiento



Con la ayuda de una pinza tipo tenaza se saco las probetas del horno.



Se procedió a enfriar en los diferentes líquidos agua, salmuera y aceite

4.3 

Determinación de dureza Una vez frio de procedió a tomar la dureza de cada uno de las probetas 3 datos por cada una



5

Tomar datos de la dureza

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Los datos obtenidos en laboratorio son: ACERO 1020 4

1020 1 2 3

AGUA 41,0 39,5 40,5

SALMUERA 32,5 27,5 28,5

ACEITE 17,0 17,5 14,0

Se puede evidenciar claramente que según el tipo de enfriamiento la dureza a sufrido un cambio, el enfriamiento más violento fue en salmuera por tanto adquiere una mayor dureza respecto a la del aceite, al parecer existe una contradicción por que el enfriamiento en agua alcanzo una dureza mayor sabiendo que la velocidad en menor que la salmuera. Esto podría explicarse como: 

Se ha cometido un error de tipo grueso en la medición



Se ha confundido el acero enfriado en agua por el de salmuera



El acero sumergido en salmuera o agua NO era de tipo SAE1020

Elenfriamiento en salmuera y agua alcanzaron la mayor durezay se alejó bastante a la del aceite en esta grafica podemos ver las curvas de enfriamiento.

ACERO 1040 En laboratorio se obtuvo los datos: 5

1040 1 2 3

AGUA 37,0 40,0 36,5

SALMUERA 62,0 62,5 63,5

En este caso podemos ver como el acero que se enfrió en salmuera adquirió una dureza mayor que el que se enfrió en agua sabemos muy bien que se esto es correcto, a continuación vemos las curvas de enfriamiento.

ACERO 1080 Los datos para este tipo de acero son: 1080 SALMUERA 1 55,5 2 61,0 3 60,0

ACIETE 39,0 44,5 42,5

En la tabla podemos ver con satisfacción que el enfriamiento en salmuera alcanzó la mayor dureza, esto ya se podía advertir debido a las velocidades de enfriamiento Las curvas de enfriamiento son:

6

6 CONCLUSIONES Durante el laboratorio se logró obtener los resultados esperados satisfactoriamente de esta manera se comprendió a cabalidad los conceptos de templado según la velocidad de enfriamiento y se cumplió con los objetivos, logrando identificando los diferentes tipos de temple, los diferentes líquidos de enfriamiento según la velocidad de enfriamiento de las probetas, se consiguió mayor practica con el durómetro fijo, obtenido valores correctos de dureza HRC Por otra parte se aprendió el correcto uso del horno tipo mufla,

7

7 ANEXO

S

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