Loachamin LuisInforme #228/09/2012Grupo 3ESCUELA POLITCNICA
NACIONAL
Facultad de Ingeniera Mecnica
Tecnologa de Conformado
Tema: Tratamientos Trmicos
Objetivos: Clasificacin de los Tratamientos Trmicos. Diagrama de
los Tratamientos Trmicos Diagrama general de Tratamientos Trmicos
Diagrama en equilibrio Hierro-Carbono(Fe-C) Diagramas curvos de
Temperatura, Tiempo, Transformacin. Prcticas de Temple y Revenido
de alivio de esfuerzos.
Marco Terico:
Se conoce comotratamiento trmicoel proceso que comprende el
calentamiento delosmetaleso las aleaciones en estado slido a
temperaturas definidas, mantenindolas aesta temperatura por
suficiente tiempo, seguido de un enfriamiento a las velocidades
adecuadas con el fin de mejorar sus propiedades fsicas y mecnicas,
especialmente ladureza, laresistenciay laelasticidad. Los
materiales a los que se aplica el tratamientotrmico son,
bsicamente, elaceroy lafundicin, formados por hierro y
carbono.Tambin se aplican tratamientos trmicos diversos a los
slidos cermicos.
Clasificacin de los Tratamientos Trmicos: Masivos:La cualidad de
este tratamiento trmico es cambiar las propiedades de toda la masa
delmaterial, los tratamientos trmicos masivos pueden ser continuos
e isotrmicosContinuos:Para un tiempo de calentamiento existe un
cierto tiempo de enfriamiento igual en s=s,estos son: el temple,
recocido y revenidoTemple: Su finalidad es aumentar la dureza y la
resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una
temperatura ligeramente ms elevada que la crtica superior Ac (entre
900-950C) y se enfra luego ms o menos rpidamente (segn
caractersticas de la pieza) en un medio como agua, aceite,
etc.Recocido:Consiste bsicamente en un calentamiento hasta
temperatura de 800C a925 C, seguidoun enfriamiento lento. Con este
tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientrasque disminuye
la dureza. Tambin facilita el mecanizado de las piezas al
homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material,
eliminando la acritud que produce el trabajo en fro ylas tensiones
internas. El recocido, en general, tienecomo finalidadprincipal el
ablandar el acero u otros metales, regenerar la estructura de
acerossobrecalentados o simplemente eliminar las tensiones internas
que siguen aun trabajo en froRevenido:Esto significa regresar a las
condiciones iniciales a travs del alivio de esfuerzos o de la
cristalizacin.Se aplica a aceros previamente templados, para
disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de
la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir
la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las
tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al
acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue bsicamente
del temple en cuanto a temperatura mxima y velocidad de
enfriamiento.
Isotrmicos: Aqu se tiene el Austempering y Martempering, y esto
se produce cuando se generabruscamente un cambio en la temperatura
hasta un cierto valor y ah le mantenemos constante hasta enfriarlos
a la temperatura ambienteAustempering: BMartenpering: M
Superficiales: Aqu los cambios que se producen en las propiedades
de los materiales l superficialesy estos se clasifican en puros,
elctricos y qumicos
Tratamientos Trmicos Puros: Estos se dividen en cementados,
nitrurados, sulfonados Cementados: Aqu se introduce ms tomos de
carbono a una temperatura de 800-900 C y luego se realiza el temple
y el revenido. Nitrurados: se produce por la enjertacin de nitrgeno
N2 a una temperatura de 560 C SulfonadosEn este proceso se
introducen tomos de azufre en la superficie utilizando por lo comn
acido sulfrico a una temperatura de 80-120 C, aqu no se hace
templeTratamientos Trmicos Elctricos: Estos se los realiza por
medio de la electrlisis utilizando un galvanizadoTratamientos
Trmicos Qumicos: En este caso cambiando la temperatura y aadiendo
compuestos qumicos cambiamos la estructura de los materiales lo que
se denomina pavo nacin
Diagrama General de Tratamientos Trmicos:
Velocidad de calentamiento Tan=Velocidad de enfriamiento
enf=tanTan= Depende de la capacidad del horno para que el material
se caliente Diagrama para un Acero Eutectoideo
Diagrama en equilibrio Hierro-Carbono
Diagramas curvos de Temperatura, Tiempo y Transformacin
Descripcin de la Prctica: En esta oportunidad se realizo 2
prcticas:1.-Tratamiento de Temple2.-Revenido de Alivio de
esfuerzoTratamiento de Temple: Para realizar esta prctica se
utilizo un horno tipo Mufla el cual tiene una capacidad de 1200C.
La temperatura a la que se puso los aceros en el horno fue cuando
ste se encontraba a 930C y se les mantuvo dentro por un lapso de
tiempo igual a 30 minutos. Los aceros utilizados en la prctica son
DF2, 1018, acero de transmisin y acero de construccin. Los medios
en los que se enfriaron los aceros son el agua, aceite y el medio
ambiente. Los aceros que van a ser enfriados en agua se colocan en
un recipiente de acero inoxidable que tiene una capa de limalla de
hierro fundido, se les cubre con una segunda capa de limalla de
hierro fundido, sobre esta ltima capa se coloca el DF2.. Las capas
de limalla de hierro fundido sirven para evitar que la pieza se
oxide e impedir la la perdida de carbonos . Los aceros que van ha
hacer enfriados en aceite y al medio ambiente son el 1018,el acero
de transmisin y acero de construccin; se colocan en un recipiente
con una capa de limallas de hierro fundido y luego cubiertos
totalmente por una segunda capa.Al estar de esta manera se
introduce al horno los recipientes ;y se le deja por un lapso de
tiempo cuando haya transcurrido el tiempo necesario se saca los
aceros del horno y se procede a enfriar con los diferentes
elementos(agua. aceite. ambiente) y por ultimo se mide la dureza de
cada material con la ayuda de un durmetro de tipo
Rockwell.Tratamiento de revenido de alivio de esfuerzos: Para
realizar el revenido, el horno debe estar a una temperatura de
600C, los aceros tratados deben permanecer dentro del horno a esa
temperatura durante 15 minutos. En este caso no se utiliza limallas
de hierro fundido. Los aceros deben ser enfriados al ambiente,
luego del enfriamiento se miden la dureza de los aceros, en la
escala Rockwell A.
Datos Obtenidos: Tiempos de enfriamiento, temperatura del horno
T=930CMedio de enfriamiento
H2OAceiteMedio Ambiente
Tipo de Acerot=s
DF235
1018105557
Transmisin
Construccin
Tratamiento de temple:
Medio de enfriamiento: Agua
Tipo de AceroTipo de Escala Valores obtenidos Promedio
DF2Rockwell C444445H44.33RC
1018Rockwell C454745H45.66RC
Transmisin Rockwell A343127H30.66RA
Construccin Rockwell C485054H50.66RC
Medio de enfriamiento: Aceite
Tipo de AceroTipo de EscalaValores obtenidosPromedio
1018Rockwell C484544H45.67RC
TransmisinRockwell D181914H17RD
ConstruccinRockwell C354438H39RC
Medio de enfriamiento: Medio ambiente
Tipo de AceroTipo de EscalaValores obtenidosPromedio
1018Rockwell C444644H44.67RC
TransmisinRockwell D131213H12.67RD
ConstruccinRockwell A353334H34RA
Revenido de alivio de esfuerzos: Sin limalla de hierro
Templado en Agua y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValores obtenidosPromedio
DF2Rockwell A393638H37.67RA
1018Rockwell C282830H28.67RC
TransmisinRockwell D212515H20.33RD
ConstruccinRockwell A393836H37.67RA
Templado en Aceite y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValores obtenidosPromedio
1018Rockwell C272626H26.33RC
TransmisinRockwell D181914H17RD
ConstruccinRockwell A383837H37.67RA
Templado al Medio Ambiente y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValores obtenidosPromedio
1018Rockwell C232525H24.33RC
TransmisinRockwell D161314H14.33RD
ConstruccinRockwell A273029H28.67RA
Datos Calculados:
Velocidad de enfriamiento enf=tan
Tan= Para los Aceros enfriados en Agua:
Para los Aceros enfriados en Aceite:
Para los Aceros enfriados al Medio Ambiente:
Transformacin de Dureza: Para los Tratamientos de Temple
Medio de enfriamiento: Agua
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
DF2Rockwell CH44.33RC415
1018Rockwell CH45.66RC430
TransmisinRockwell AH30.66RA54
ConstruccinRockwell CH50.66RC495
Medio de enfriamiento: Aceite
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
1018Rockwell CH45.67RC430
TransmisinRockwell DH17RD50
ConstruccinRockwell CH39RC360
Medio de enfriamiento: Medio ambiente
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
1018Rockwell CH44.67RC419
TransmisinRockwell DH12.67RD1
ConstruccinRockwell AH34RA77
Revenido de Alivio de esfuerzos:
Templado en Agua y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
DF2Rockwell AH37.67RA98
1018Rockwell CH28.67RC278
TransmisinRockwell DH20.33RD83
ConstruccinRockwell AH37.67RA98
Templado en Aceite y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
1018Rockwell CH26,33RC262
TransmisinRockwell DH17RD50
ConstruccinRockwell AH37.67RA98
Templado al medio ambiente y revenido
Tipo de AceroTipo de EscalaValor promedioBrinell
1018Rockwell CH24.33RC250
TransmisinRockwell DH14.33RD21
ConstruccinRockwell AH28.67RA37
Anlisis de datos: Como se pudo observar en los resultados la
dureza de un acero aumenta debido al
temple, es decir que los aceros mejoraran su calidad si despus
de un revenido se les
realiza un temple. Se realiz el proceso de enfriamiento de las
piezas con lo que se vio que su velocidad
depende mucho del medio en que se lo hace, tambin se observ que
la velocidad de
enfriamiento ms larga fue cuando se enfri en ambiente y la ms
corta cuando el
enfriamiento fue en el agua. Cuando se realiz el revenido se
observ que los aceros volvieron a su dureza original
es decir que los aceros cumplen con las transformaciones
alotrpicas.
.Conclusiones:
En esta prctica se concluye que el dimetro de la huella, hecho
por el diamante
depende de la dureza del material, es decir a mayor dimetro de
la huella la dureza es
menor y a menor, lo cual queda ampliamente demostrado con los
ensayos realizados en
esta prctica.
Si es que la velocidad de enfriamiento>a 3c las fases que
presenta el acero a
temperatura ambiente se puede ver en un diagrama no
equilibrado.
Si la velocidad de enfriamiento es muy rpida pues el material
ser mas duro
Recomendaciones:
Cuando la velocidad de enfriamiento es menor que 3c se puede
utilizar tranquilamente
el diagrama de equilibrio hierro-Carbono para determinar a que
fases el acero se
presenta a temperatura ambiente
Cuando una persona quiera adquirir un tipo de acero es necesario
que exija al vendedor
que le muestre la resistencia de los aceros por medio de la
indentacin, temple y
revenido. Al tomar medidas en el durmetro se necesita realizar
las repeticiones necesarias hasta
obtener valores coherentes que permita realizar los clculos con
exactitud.
Bibliografa:
ASTM Standards; Metals Test Methods and Analythical Procedures
Metals, MechanicalVAN VLACK, L.; Materiales para Ingeniera;
Continental; Mxico; 1980.
http://www.kansert.es/
http://es.wikipedia.org/wiki/PropiedadesBasicasdeloscuerpos
1