Temple 1045

LABORATORIO DE TRATAMIENTOS TERMICOS TEMPLE DE UN ACERO CON AUSTENIZACION COMPLETA ACERO AISI 1045

BRAYAN HERNANDO POTE CONTRERAS201020445

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2015Contenido

1.TAMAO DE GRANO22.FASES PRESENTES43.ANALISIS DE CARBUROS64.DUREZAS75.CONCLUSIONES86.BIBLIOGRAFIA9

1. TAMAO DE GRANOTRANSVERSAL

ANTES DEL TRATAMIENTODESPUES DEL TRATAMIENTO

AISI 1045 sin TT Transversal a 500X Imagen por: AutorAISI 1045 con TT Transversal a 500X Imagen por: Autor

NUMERO DE TRAMAO DE GRANO

NUMERO DE TAMAO DE GRANO

CALCULOSTamao observado: 8Factor de correccin: 0 Tamao real: 8+0 = 8CALCULOSNi=154.5

ANALISIS DE RESULTADOSSe cumple la relacin que existe entre el tamao de grano y la dureza de igual manera el tamao de grano con el porcentaje de carbono que hay en el acero, entonces un acero 1045 las caractersticas principales es que su tamao de grano es pequeo por la tanto su dureza va a ser mayor que una de bajo carbono, en cuanto a su porcentaje de carbono est comprendida entre 0.40% y 0.50% por tanto su tamao de grano a va a ser pequeo por eso nos arroja tamao de grano 8

Se ha tomado el mtodo comparativo en observacin para cuantificar el tamao de grano. Considerada en la norma ASTM E 112 en su numeral 4.1.1 que data sobre el mtodo de comparacin visual.

ANALISIS DE RESULTADOSSe ha tomado el mtodo de planimetria para cuantificar el tamao de grano. Considerada en la norma ASTM E 112 en su numeral 4.1.2 que data sobre el mtodo de planimetria. La probeta que recibi el temple con agua; el tamao de grano observado segn el mtodo comparativo es el que corresponde a un nmero 11, se tiene en cuenta que las micrografas usadas para esta medicin, corresponden a un aumento 100 X. se puede apreciar que las condiciones del temple fueron optimas, puesto que el tamao de grano disminuyo drsticamente debido al brusco cambio de temperatura el cual produjo el cambio alotrpico de ausentita a martensita imposibilitando al nuevo grano formado por la recristalizacin a que creciera de forma equiaxial.

Por su composicin es un acero hopoeutectoride se lleva a un temperatura ligeramente superior a la temperatura critica superior durante un cierto tiempo de tak manera que esta temperatura dependeindo del tamao de la pieza llegue a lo que denominamos corazn de la pieza y luego de esto la enfriamos rpidamente en agua lo que provoca que se genere un nuevo constituyente llamada martensita como podemos observar en la micrografa con una forma y tamao tamao muy diferente a un acero 1045 sin temple, este nuevo componente hace que que aumenete la dureza de la probeta resistencia y fragilidad con el contenido de carbono, en la micrografa se observa que presenta un aspecto marcadamente acicular formando agujas en zig-zag con ngulos aproximados de 60

2. FASES PRESENTES

ANTES DEL TRATAMIENTODESPUES DEL TRATAMIENTO

MICROGRAFIA

AISI 1045 sin TT Transversal a 500X Imagen por: AutorMICROGRAFIA

AISI 1045 sin TT Transversal a 500X Imagen por: Autor

CALCULOS%

CALCULOS%

ANALISIS DE RESULTADOSEs posible observar en la micrografa dos fases presentes, una que corresponde a ferrita (clara), y la otra que es perlita (oscura), es bueno aclarar que la perlita est compuesta por lminas de ferrita y lminas paralelas de cementita. En esta micrografa obtenemos una estructura de un acero 1045 donde por lo general obtenemos microestructuras y cantidades relativas de fases y microconstituyentes similares a las que se observan en el diagrama Fe-C. Se obtiene tambin menor cantidad de perlita y mucho ms gruesa. Para mejorar sus propiedades a esta probeta se le realiza un tratamiento (temple con austenizacin completa el cual va a endurecer y aumentar la resistencia) en el siguiente diagrama podemos observar en que porcentaje de carbono esta ubicado el acero y de esta manera poder calcular la composicin a cualquier temperatura y de esta manera tambin poder establecer la temperatura a la cual se va a llevar el tratamiento.

ANALISIS DE RESULTADOSEs posible observar en la micrografa tomada a 1000 X una fase presente, es la martensita, se encuentra en toda la masa y se presenta en forma de agujas formando zigzag a 60. De igual manera se aprecia presencia de carburos (Fe3C), sealados en el crculo rojo. Martensita: Es el constituyente tpico de los aceros templados. Se admite que est formado por una solucin slida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en hierro alfa, y se obtiene por enfriamiento rpido de los aceros desde alta temperatura. Presenta aspecto marcadamente acicular, formando agujas en Zigzag, con ngulos de 60.Teniendo en cuenta que este acero contiene 0,4% de carbono, adems de pequeas trazas de manganeso, silicio, fosforo y azufre. Se desea calcular las cantidades relativas de perlita (martensita; dependiendo de la probeta a analizar) y ferrita, para ambas probetas.Estas cantidades de constituyentes no varan de una probeta a la otra (sin y con tratamiento trmico) ya que lo que cambia en si es la ubicacin atmica (por difusin), el volumen de las celdillas unidad, los grosores de los limites de grano y los tamaos de granos, estas dilataciones o contracciones son la consecuencia estricta e inherente del cambio de temperaturas con velocidades de calentamiento y enfriamiento constante o bruscos.la probeta con temple enfriada en agua tanto la ferrita como la perlita se transformaron en austenita y por ende toda la masa conjunta se transformo en martensita a la hora de hacer contacto con el agua (aproximadamente 99,99% de martensita).

3. ANALISIS DE CARBUROSANTES DEL TRATAMIENTODESPUES DEL TRATAMIENTO

MICROGRAFIA

MICROGRAFIA

ANALISIS DE RESULTADOSEste es un acero hipoeutectoide (menos a 0.89 % de C) por lo general estos se presentan a altas temperaturas para disolverse en el hierro y formar como minimo solucin solida con la austenita existen tres clases de carburos:los simples que estn formados por en elemento especial combinado con el carbono, los carburos dobles de un elemento especial con hierro (Fe3C) y los carburos constituidos por mezclas isotrmicas de un elemento simple con el carburo de hierroANALISIS DE RESULTADOSEn la micrografa se puede apreciar la presencia de carburos precipitados y sin disolver en la matriz de fase martensitica, es de suponer que exista un aumento de la dureza debido a dicha cantidad de carburos, se determina que los carburos es uno de los constituyentes ms densos y duros. Esta aparicin de carburos se debe al rpido enfriamiento que sufren las probetas dando como resultado tomos libres de carbono que terminan unindose y formando masas aparte.

4. DUREZASTRANSVERSAL

ANTES DEL TRATAMIENTODESPUES DEL TRATAMIENTO

CLASIFICACION DUREZASSegn la norma ASTM E140 para la probeta sin tratamiento se realiza prueba de dureza ROCKWEL C aplicando una carga de 150 kp (Kilopondio), se realiz 3 ensayos para cada probeta obteniendoCLASIFICACION DUREZASSegn la norma ASTM E140 para la probeta sin tratamiento se realiza prueba de dureza ROCKWEL C.La tabla N2 muestra los datos representativos de toma de dureza al mismo acero nombrado anteriormente siendo este tratado con un temple enfriado en agua, de la misma forma que el acero sin tratamiento.

CALCULOSNDUREZA

124

223

326

PROMEDIO24.3

CALCULOSNDUREZA

194

299

3100

PROMEDIO97.6

ANALISIS DE RESULTADOSEn la tabla N1 se muestran los datos de las durezas tomadas a una probeta de un acero AISI 1040 sin recibir ningn tratamiento trmico, se tomaron seis puntos de dureza en Rockwell C con una carga de 150 kp, en seccin longitudinal.

ANALISIS DE RESULTADOSDebido al resultado obtenido por las durezas, se cumpli unos de los objetivos base de este tratamiento trmico, que es el de aumentar la dureza y obtener un material duro. Es de apreciar que la dureza obtenida en el temple fue muy elevada y por ende se ha tomado 6 veces obteniendo resultados similares. Se aclara que las micrografas obtenidas, efectivamente corresponden al tratamiento realizado, por lo cual la dureza debe ser elevada, es posible que exista un aumento superior ocasionado por la precipitacin de carburos, ya que es el micro constituyente ms duro despus de la martensita.

5. CONCLUSIONES

los aceros hipoeutectoides necesitan de un estado austenitico completo para poder liberar tensiones y alcanzar una homogenizacin austenitica que al templar con agua a temperatura ambiente la martensita sea de igual manera lo mas homognea posible.

Si el medio de enfriamiento es muy brusco para un acero al carbono, la pieza se tiende a agrietar, en este caso el medio empleado a pesar de ser muy enrgico en el enfriamiento, no presento consecuencias como grietas, parte de este resultado es obtenido por las dimensiones de la pieza.

Al tener obtener martensita como nica fase con inclusiones de carburos se observa un aumento drstico en la dureza, pero se debe de tener en cuenta que tras el temple, el acero guarda tensiones internas que hacen estos aceros sean potencialmente susceptibles a grietas y fracturas por su energa almacenada y su gran fragilidad.

se debe tener en cuenta que al acero templado posteriormente es necesario realizarle un tratamiento de revenido, con el fin de eliminar las tensiones internas y mejorar caractersticas mecnicas del mismo.

se observa que los cristales aciculares de martensita estn distribuidos de forma aleatoria en toda la micro estructura, lo que conlleva a que estos no estn ubicados en una sola dimensin (x,y,z) proporcionando una resistencia mayor a esfuerzos exteriores multidimensionales.

Los microcostituyentes varan su forma de acuerdo al mtodo empleado de enfriamiento. Para lo cual en el temple con agua utilizado se obtienen contituyentes finos y de gran dureza.

6. BIBLIOGRAFIA

ASM, American Society for Testing and Materials. ASTM E112. Mtodos de prueba estndar para la determinacin del tamao de grano. 2004.

ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

-Apraz Barreiro, Jos. Tratamiento Trmico de los Aceros, Editorial Dossat, Madrid 1971.

-Estructura y Propiedades de las Aleaciones-Facultad de Ingeniera-UNLP. Capitulo 3 martensita.

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