ENSAYO DE TRATAMIENTOS TERMICOS.

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

“FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES”

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

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ENSAYO DE TRATAMIENTOS TERMICOS

ASIGNATURA:

CIENCIAS E INGENIERÍAS DE MATERIALES

DOCENTE:

ING. JEAN CARLO DIAZ SARAVIA

ESTUDIANTE:

GABRIEL PONCE PARIATANTA  

TERCER SEMESTRE IMPAR

Arequipa-Perú

2016

INTRODUCCIÓN

En este informe se presenta la experiencia del tratamiento térmico empleado en probetas de acero Acero SAE 1045 y Acero SAE 1020 para lo cual primero se definirá que es un tratamiento térmico luego se describirá el equipo y materiales utilizados así como el procedimiento realizado en el laboratorio que comprende, el temple, recocido y revenido.

Se conoce como tratamiento térmico el proceso al que se someten los metales con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la tenacidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son el acero y las fundiciones formadas por hierro y carbono. En consecuencia dichos tratamientos tienen una importancia primordial en las distintas fases de fabricación de la industria moderna. 

OBJETIVO GENERAL

• Reconocer la importancia y aplicación de los diferentes tipos de tratamientos térmicos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Reconocer el proceso y pautas a seguir en un procedimiento de templado.

• Identificar la finalidad del proceso de revenido en el templado.

• Determinar las variaciones de las propiedades de los materiales frente a los tratamientos térmicos.

RECURSOS USADOS

• Materiales.

• Acero SAE 1045.
• Acero SAE 1020.

• Herramientas.

• Lijares.

• Máquinas

• Horno.
• Durómetro Rockwell.

• Equipo de protección personal

• Lentes de protección.
• Mandil protector.
• Gafas de seguridad.
• Zapatos de seguridad.

MARCO TEÓRICO

TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS ACEROS

Los tratamientos térmicos corresponden a procesos de calentamiento y posterior enfriamiento de un material. Este proceso es capaz de alterar las propiedades de un material dependiendo de la temperatura a la que se caliente el metal y la velocidad con la que se enfrié posteriormente.

temple

Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) que seria en un color rojo-cereza y se enfría luego más o menos rápidamente en un medio como agua o aceite. En este caso, se enfría la probeta sumergiéndola en agua a temperatura ambiente o aceite, los cuales disminuyen su temperatura.

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Revenido

Se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad (disminuir la fragilidad). 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 y resistencia deseada. Se distingue del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento debido a que se enfría a temperatura ambiente.

Para revenir hay que tener una tabla que corresponde a la temperatura de revenido y es la siguiente:

Tabla 1

Fuente: Capacitación Práctica para Ingenieros SENATI

CEMENTADO

La cementación es un tratamiento térmico que transforma la   superficie de un acero dulce. Se utiliza en la práctica, cuando se quiere una pieza con superficie dura sin perder sus cualidades primitivas en el núcleo.

Este proceso consiste en añadir una proporción adecuada de carbón a la parte externa de la pieza, sin alterar sus propiedades internas.

Por lo tanto es aplicable a piezas de hierro, o aceros con bajo contenido de carbono.

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El proceso de la cementación:

El acero o hierro dulce absorbe el carbono de cementación únicamente cuando dichos materiales alcanzan una temperatura suficientemente alta y es en este estado cuando comienza la disolución del carbono. Por lo tanto para que se verifique la absorción del carbono exterior las piezas se calientan aproximadamente a 700ºC.  

PAVONADO

El pavonado consiste en una fina capa de oxido, que se le da por medio del calor a ciertas piezas de maquinas o herramientas con el objeto de protegerlas del ataque del oxigeno del aire; y también al mismo tiempo darles una apariencia especial con un brillo característico.  

El pavonado que más se usa es el de color negro azulado.

Proceso de pavonado:

Sabemos que cuando se empieza a calentar el hierro o el acero aparece una serie sucesiva de colores según va aumentando la temperatura de dicho material. El cambio de colores se sucede rápidamente, hasta los 600ºC que es la temperatura máxima de pavonado.

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Requisitos para pavonar:

Las piezas deben estar perfectamente pulidas y limpias de grasas y aceite.

Formas de pavonar:

Se puede pavonar en la fragua u horno y por procedimientos químicos. El primer método es el más usado y se obtiene el color negruzco-azulado.

PROCEDIMIENTO

Para el procedimiento del Temple

• Revisar la toma anterior de dureza Rockwell de los aceros SAE 1045 y SAE 1020 y anotarlos.

• Preparar los aceros para introducirlos a un horno con una temperatura aproximada de 900ºC

• Retirar el acero cuando se encuentre en un color parecido al rojo-cereza, e inmediatamente sumergirlo en agua o aceite por el tiempo aproximado de un minuto para su enfriamiento rápido.

• Después de conseguir el enfriamiento adecuado, lijar una de las caras de la probeta para someterlo a una prueba de dureza.

• El acero 1020 someterlo a una prueba HRB con una carga de 981 kgf y el acero 1045 someterlo a una prueba HRC con carga de 1471.5 kgf.

Para el procedimiento del revenido

• Tomar la tabla de datos del anterior procedimiento.

• Preparar las probetas para meterlas a un horno esta vez a una temperatura aproximada de 500ºC o menos.Introducir las probetas en el horno por un tiempo aproximado de 30 minutos.

• Retirar las probetas al momento de alcanzar el color requerido y dejarlas enfriar a temperatura ambiente.

• Al momento de alcanzar el enfriamiento requerido, lijar una de las caras de la probeta para someterla a otra prueba de dureza

• Someter a una prueba de dureza de las probetas de la misma manera que el anterior procedimiento(Acero 1020 a una prueba HRB con carga de 981 kgf y el Acero 1045 a una prueba HRC con carga de 1471.5 kgf)

• Para ambas pruebas de dureza realizar dos indentaciones, sacar un promedio de la dureza y anotar el promedio.

TOMA DE DATOS

• Después de realizado el proceso de templado y revenido  se procede a la toma de datos.

• Se pulen las probetas previamente antes de llevarlas a los durómetros portátiles, tratando de realizar las mediciones en aquellas zonas mejor pulidas, con menos ralladuras y sin presencia de oxidos de hierro visible.

• Preparar dos durómetros para realizar una medición de dureza Rockwell.

• Poner la probeta sobre la superficie designada del durómetro.

• Se identifica la escala según el tipo de material que quieras analizar.

• Modificas el durómetro según la escala y la medida que te proporciona la tabla del material. En este caso, Acero 1020 a una prueba HRB con carga de 981 kgf y el Acero 1045 a una prueba HRC con carga de 1471.5 kgf.

• Llevar la marca en la pantalla a SET antes de tirar de la palanca

• Esperar un tiempo de 15s.

• Ver en la pantalla la dureza que marca.

• Realizar el procedimiento dos veces y sacar un promedio para la dureza.

ANÁLISIS DE DATOS

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