• Author / Uploaded
• javier

Citation preview

REVENIDO DE UN ACERO AISI 1045 TEMPLADO CON AUSTENIZACIÓN COMPLETA

INTRODUCCION

Los tratamientos térmicos comprenden varios procesos de calentamiento y enfriamiento para así lograr cambios estructurales del material, cambiando las propiedades mecánicas, pero no afectando la composición química del mismo. El objetivo de estos tratamientos es lograr las propiedades específicas necesarias para la utilización del material, reducir las tensiones internas de las piezas y aumentar el grado de cristalinidad de los materiales. Este informe presenta la práctica experimental del tratamiento térmico (REVENIDO DE UN ACERO AISI 1045 TEMPLADO CON AUSTENIZACIÓN COMPLETA ) Para el acero AISI 1045 haciendo una comparación del mismo antes y después del revenido, resaltando el ablandamiento y regeneración de su microestructura.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION.................................................................................................................................................... 3 TABLA DE CONTENIDO....................................................................................................................................... 4 1.MARCO TEORICO.............................................................................................................................................. 5 2.OBJETIVOS.......................................................................................................................................................... 6 2.1.OBJETIVO GENERAL..................................................................................................................................... 6 2.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS............................................................................................................................. 6 3.

DESAROLLO EXPERIMENTAL................................................................................................................. 7

1.

MARCO TEORICO

TEMPLE DE UNA PIEZA Tiene por objetivo endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Consiste en calentar el acero a una temperatura ligeramente superior a la temperatura critica superior y se enfria luego rápidamente, según la composición y el tamaño dela pieza en un medio conveniente, agua o aceite o aire insuflado. En los aceros de herramientas y en especial en los aceros hipereutectoides la temperatura de calentamiento solo llega a la temperatura de austenizacion incompleta REVENIDO: Se da a las piezas de acero que han sido templadas para eliminar tensiones creadas por el temple, disminuyendo la dureza y resistencia y mejorando la tenacidad. Consiste en un calentamiento a temperaturas inferiores a la crítica Ac1 y enfriamiento en un medio conveniente según la composición del acero. Las temperaturas del revenido, se pueden medir aproximadamente por medio del color. Cuando las piezas que se revienen, están pulidas, se forma en la superficie una fina capa de óxido que va coloreándose según la temperatura. La temperatura de revenido puede variar, dependiendo de los requisitos y el grado de acero, entre 160 y 500 °C o una temperatura superior. El revenido se realiza normalmente en los hornos de revenido, que se pueden equipar con gas protector opcional. El gas protector impedirá que la superficie se oxide durante el proceso, y se utiliza principalmente para temperaturas de revenido más elevadas. Para algunos tipos de acero, el tiempo de mantenimiento a la temperatura de revenido es de gran importancia; un tiempo de mantenimiento más prolongado corresponderá a una temperatura de revenido superior. Dependiendo del grado de acero y a determinados intervalos de temperatura, puede producirse un fenómeno conocido como fragilización por revenido. Normalmente, el revenido dentro de este intervalo de temperatura debe evitarse. Estas áreas se muestran en los catálogos de los proveedores de acero, así como la temperatura de revenido más adecuada en función de los requisitos de dureza.

Fig. N°1. Esquema de los tratamientos térmicos más empleados y del desplazamiento de las zonas de transformación (los puntos negros y zonas negras señalan las temperaturas de transformación del acero).

2.

OBJETIVOS

2.1.

OBJETIVO GENERAL

 Determinar la influencia de un tratamiento térmico de revenido con austenizacion completa despues de haber realizado un templado en las propiedades de un acero AISI 1045 eliminando tensiones formadas en el temple del acero.

1.1.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Comprender la utilidad de estos dos tratamientos térmicos.  Conocer el procedimiento para hacer un temple con austenizacion completa..  Conocer el procedimiento que se tiene para realizar el tratamiento térmico de revenido a un acero templado por autenticación completa, y estar en capacidad de realizarlo.  observar mecanográficamente sus constituyentes.  Determinar la variación de las propiedades mecánicas y su dureza.

3. DESAROLLO EXPERIMENTAL 1. 2. 3.

se cortó una probeta de ½” por 20mm de longitud, de un acero AISI 1045. Después de cortada se desbasto la probeta con ayuda del esmeril. Una vez lista la probeta se dispuso al desbaste según norma ASTM E 3

4.

Se atacó la probeta con Nital al 5% durante un tiempo de 3 a 5s.

5. 6. 7. 8.

Se tomaron dos micrografías: a 100X y 500X en sección longitudinal y en sección transversal. Se realizó el ensayo de dureza de la probeta según norma ASTM E18 y ASTM E140. Se templo la pieza según la rampla de temperatura establecida CON AGUA. se volvió a desbastar y pulir la pieza para tomar las micrografías respectivas para el templado.

9. Despues de tener las micrografas Se dispuso la probeta en una mufla la cual fue programada con cuatro rampas de temperatura las cuales fueron: 1) en media hora llegar a 200°C. 2) Permanecer a 200°C durante media hora aquí el grupo 4 sacaba la probeta 3) en 5 minutos alcanzar a los 250°C, 4) Permanecer durante 15 minutos a 250°C cuando se cumplian los 15 minutos el grupo 3 sacaba la probeta 5) en 5 minutos alcanzar a los 300°C 6) Permanecer durante 15 minutos a 300°C cuando se cumplian los 15 minutos el grupo 2 sacaba la probeta 7) en 5 minutos alcanzar a los 350°C 6) Permanecer durante 15 minutos a 350°C cuando se cumplian los 15 minutos el grupo 1 sacaba la probeta. Para determinar la temperatura de austenización completa se debió hacer uso del diagrama hierro – carbono. 10. Se volvió hacer preparación mecánica de desbaste y pulido a la probeta recocida. 11. Se atacó la probeta con Nital al 5% durante un tiempo de 3 a 5s. y picral al 4% durante un minuto.

12. Se tomaron dos micrografías a 100X y 500X en sección longitudinal (Picral) y en sección transversal (Nital).

4. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS IMÁGENES TRANSVERSALES Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano es G=6. Sin necesidad de hacer factor de corrección por los aumentos utilizados. Podemos observar la perlita como los granos oscuros y atruchados y la ferrita se observa como blanca rodeando los granos de perlita.

IMAGEN N° 1 comparación del tamaño de grano antes del tratamiento térmico a 100x.

Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano por la plantilla es de 5 mas el factor de corrección

MB según la formula Q=6.64 * LO G   ( M ) seria de

4.64 por tanto el tamaño de grano corresponde a 9.64. Guiándonos de la norma ASTM E112 para un tamaño de grano de 9.64 le corresponde un área de grano promedio de 0.00018 mm2 Podemos observar la perlita como los granos oscuros y atruchados y la ferrita se observa como blanca rodeando los granos de perlita. IMAGEN N°2 comparación del tamaño de grano antes del tratamiento térmico a 500x

IMAGEN N° 3 comparación del tamaño de grano después del templado a 1000x

Según la norma ASTM E112 por el método de intersección se determinó que el tamaño de grano es de 11.40

Por tanto le corresponde un área de grano promedio de 0.000045 mm2 podemos observar que hay mas granos por unidad de área por tanto los granos se deduce que los granos se redujeron de tamaño. El tamaño de grano se determinó con una magnificación de 1000x. ya que con magnificaciones más pequeñas no se podía determinar el tamaño de grano. Podemos observar que la perlita presente se observa de forma lamiar fina negra y desordenada mientras que la ferrita se observa de color blanca

IMAGEN N° 4 comparación del tamaño de grano después del revenido a 500 x.

Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano por la plantilla es de 3 mas el factor de corrección

MB según la formula Q=6.64 * LO G   ( M ) seria de

4.64 por tanto el tamaño de grano corresponde a 7.64. Guiándonos de la norma ASTM E112 para un tamaño de grano de 7.64 le corresponde un área de grano promedio de 0.00071 mm2 Se observan puntos negros pero son inclusiones no metálicas lo café u oscuro es la austenita y lo blanco la ferrita. En comparación con la micrografía del temple se observa que ya hubo un ordenamiento estructural.

LONGITUDINALES

IMAGEN N° 5 comparación del tamaño sin tratamiento a 100 x

IMAGEN N° 6 comparación del tamaño sin tratamiento a 500 x

Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano es G=6. Sin necesidad de hacer factor de corrección por los aumentos utilizados. Podemos observar la perlita como los granos oscuros y atruchados y la ferrita se observa como blanca rodeando los granos de perlita

Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano es G=2. Sin necesidad de hacer factor de corrección por los aumentos utilizados. Podemos observar la perlita como los granos oscuros y atruchados y la ferrita se observa como blanca rodeando los granos de perlita

CONSEGUIR LONGITUDINALES CON TEMPLE POR FAVOR NO SE LES VALLA A OLVIDAR

IMAGEN N° 8 comparación del tamaño con revenido a 100 x

Según la norma ASTM E112 por método de comparación se determinó que el tamaño de grano es G=6. Sin necesidad de hacer factor de corrección por los aumentos utilizados. Podemos observar la perlita como los granos oscuros y atruchados y la ferrita se observa como blanca rodeando los granos de perlita. Hay una organización estructural se ven puntos negros pero esos son inclusiones no metálicas los granos que se observan de color blanco es martensita aparecida por la no difusión de la austenita en el momento del templado ya que fue muy rápido. Los otros dos microcunstituyentes es perlita y ferrita siendo la perlita la mas oscura.

IMAGEN N° 9 revenido a 500x

comparación del tamaño con

Figura n° 2tabla de durezas para el tratamiento de TEMPLE CONSEGUIR LAS DUREZASSSSS Y ACABAR EL ANALISIS DE RESULTADOS PARA LAS CARAS LONGITUDINALES Y HACER LAS CONCLUSIONES 5 min T° 400 °C 350 °C 300 °C 250 °C 200 °C

Figura N°3 rampla de temperatura vs tiempo para revenido

Figura N°3 diagrama hierro carbono para un acero AISI

Como podemos observar en este acero se tiene una composición de 0.45% de carbono en esta composición hay ferrita y perlita cuando le aplicamos el templado llevamos a la temperatura tal que este acero hipoeutectoide perdía sus propiedades magnéticas donde cambio su estructura de hierro magnético b.c.c a hierro alfa no magnético b.c.c. Este acero a se enfrió bruscamente sumergiéndolo en agua a mas o menos 15 °c lo cual el acero tenia que presentar una disminución en sus tamaños de granos pero este tratamiento nos presenta un problema el cual es que genera tensiones intergranulares lo cual nos va a fragilizar muchísimo la pieza por tanto procedimos a hacerle un revenido para eliminar estas tensiones y así poder conseguir una buena dureza con una excelente resistencia a la tracción y demás propiedades mecánicas. COMPOSICIÓN: Solución sólida eutectoide perlitica = 0.77% solución sólida ferritica= 0.008% CANTIDAD: Solución sólida eutectoide perlitica = ((0.45-0.008)/(0.77-0.008))*100= 58%. solución solida ferritica = ((0.77-0.45)/(0.77-0.008))*100= 42%.

5. CUESTIONARIO 1) ¿Cuál es el reactivo más recomendado para observar el microscopio los aceros hipoeutectoide? RTA: el nital es el reactivo más usado y más recomendado, el cual tiene una composición de ácido nítrico blanco 1-5 ml, el alcohol amílico 100ml, alcohol alcohol etílico al 98%. Para darle contraste a las colonas de perlita, y para diferenciar la ferrita de la martensita.

2) ¿Cuál reactivo de ataque es el más empleado para observar el tamaño de grano en acero templado?: La final es la de revelar los defectos los defectos sobre determinada sección de la probeta o material a estudiar, gracias a él examen macroscópico se pueden observar fracturas, las cuales pueden revelar muchas características del metal relacionadas con su resistencia, ductilidad, tamaño de grano, etc.; usualmente este tipo de examen se hace con ‘pocos aumentos generalmente menos de 10x. 3) ¿Explique los fundamentos y técnicos del macroataque y cómo se prepara la superficie?: Para el proceso de macro ataque se tienen que tener en cuenta determinadas fases. Obtención de la muestra apropiada Preparación cuidadosa de la superficie que ha de atacarse y observarse Ataque de la sección.  Preparación de la superficie: este paso es bastante importante ya que es necesario un desbaste adecuado, esta depende del tipo reactivo que se use, cuanto más agresivo sea el reactivo la superficie puede quedar más rugosa o no necesita de una acabad perfectamente liso. Las huellas del instrumento pueden quitarse con lima, desbaste mecánico o mecanizado. La superficie debe mantenerse a una temperatura moderada, sea cual sea el procedimiento adoptado para su preparación.

1) Explique 5 métodos para el registro de la microestructura: existen varios métodos o procedimientos para un registro adecuado de la microestructura; Impresiones de óxidos: El método consiste en poner en contacto con la superficie preparada de la probeta una hoja de papel fotográfico que previamente se ha sumergido en una solución acuosa de ácido clorhídrico. El papel se deja en contacto con la superficie durante unos 2 minutos, posteriormente se separa y se revela en una solución de ferrocianuro potásico. La impresión permite reconocer el tamaño relativo, la situación y la distribución de las inclusiones de óxido existentes en la superficie de la probeta.

Impresiones de azufre: Es utilizado para poner de manifiesto y registrar la distribución de azufre en el acero. El método se basa en coger un papa4el fotográfico al bromuro y sumergirlo en una solución acuosa de ácido sulfúrico durante 3 o 4 minutos, luego se pone en contacto el papel con la superficie preparada y bajo una presión controlada se deja durante 2 minutos aproximadamente. Una vez realizado el procedimiento anterior se retira el papel y se fija con un baño fijador fotográfico. La impresión obtenida revela muy claramente la situación de las inclusiones de azufre sobre la superficie preparada del metal. Impresión por contacto: Este método consiste en que sobre la superficie de atacada se distribuye una capa uniforme de tinta negra de imprenta, esta superficie se pone en contacto con una hoja de papel blanco haciendo compresión. Al levantar la hoja quedaran impresos los detalles de la superficie atacada

Impresiones de fosforo: Un papel de filtro o papel fotográfico, se sumerge en una solución de molibdato amónico con ácido nítrico, se extrae el papel del baño y se aplica sobre la superficie del metal. Después de unos cinco minutos se separa y se procede a revelar la impresión en una solución de ácido clorhídrico. La impresión permite localizar las regiones más ricas en fosforo y estimar e contenido por intensidad de color. Fotografía: La fotografía convencional es importante para registrados los detalles revelados en las probetas por un macro ataque y las características de las fracturas metálicas. .

2) En base a 3 pruebas de dureza indique la resistencia mecánica. 3) Explique qué sucede con el tiempo de ataque en el macro ataque cuando no es el correcto. : un tiempo de ataque corto puede hacer que no tengamos una revelación de grano completo lo que hace que el detalle como el tamaño de grano o la diferenciación del gano sea insuficiente,

pero por si el contrario hacemos un ataque con un tiempo alto produce que se queme la probeta por lo tanto se pondrá opaca y evitara diferenciar los detalles del grano adecuadamente. 4) Explique cuál es la mejor técnica para realizar el macro ataque a una probeta de acero: la probeta se sumerge en un recipiente con agua a una temperatura elevada, este precalentamiento tiene como finalidad lograr que el tiempo de ataque sea aún más preciso, luego la probeta se sumerge en el reactivo a usar; el cual depende del material al que deseemos hacer el maroataque.

1) Explique en que consiste el revenido: El revenido es un tratamiento térmico para buscar la dureza

ideal del material y aliviar las tensiones generadas después del temple, de manera que se fragilice al disminuir su dureza y resistencia para así aumentar de forma la tenacidad y otras propiedades mecánicas. Este tratamiento térmico debe realizarse a una temperatura inferior a la AC1

2) Explique cómo se comportan las propiedades mecánicas del Acero AISI 1045 después del

revenido: 3) Explique si existe modificación de los constituyentes microscopicos del Acero AISI 1045 después

del revenido, para esto es indispensable hacer un corte transversal a la probeta y luego observarla al microscopio dividiendo el radio en 3 secciones –perisferia, corazón e intermedia: Después de hacer el revenido se puede observar en las micrógrafas de la probeta templada en agua la microestructura martensitica disminuyo por lo tanto disminuyo proporcionalmente la dureza, pero en el caso de ser templadas en aceite aumento la formación de martensita y por lo tanto aumento los niveles de dureza 4) Explique la fragilidad del revenido en la zona de 250º C a 400º C:se caracteriza por una perdida en propiedades como la tenacidad, las propiedades que se obtienen a estas temperaturas no son útiles debido a existencia de una red casi continua de este compuesto intermetalico (material cerámico) confiere fragilidad y se pierde ductilidad (resistencia a la fatiga). A esta etapa se le denomina industrialmente ZONA DE FRAGILIDAD A LOS REVENIDOS BAJOS. [5]

5) Explique la influencia de la duración del revenido con relación a la dureza. La dureza tiende a disminuir después de aplicarle un revenido al material, pero es significativa durante los primeros minutos del tratamiento en especial a los pocos segundos, al cabo de 1 a 2 horas los cambio en la dureza son prácticamente insignificantes,

6. CONCLUSIONES 

La composición química del acero afecta la temperatura del tratamiento térmico.



El propósito del tratamiento térmico del temple es el de aportar mayor dureza, el cual se acompaña de tensiones internas debido a enfriamientos bruscos por que se le aplica el revenido para disminuir las tensiones o esfuerzos internos de la probeta.



El grado de temperatura va a varias la dureza, así como la velocidad de enfriamiento de la misma.



El tipo de fluido usado en el enfriamiento para el temple afectaras las propiedades del metal de una manera diferente.