PRACTICAS DE LABORATORIO DE REVENIDO

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PRACTICAS DE LABORATORIO DE REVENIDO.

NOMBRE ESTUDIANTE (S): López Sheila, Martínez Carlos y Salas Rafael.

INFORME/TALLER No 6.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Laboratorio Revenido-RV.

1.  INTRODUCCION

Las entidades encargadas de la manufactura de herramientas para labores mecánicas perseveran para reducir costos e incrementar la calidad de las piezas. La influencia económica es condicionada por factores característicos de su desempeño en la industria, tales como las pérdidas de eficiencia, aumento en el consumo energético, el reemplazo de piezas desgastadas, los tiempos muertos de la maquinaria y lubricantes. Por otro lado, el rendimiento, principalmente se ve impactado por la calidad y repetitividad del proceso, es estrictamente influenciada por el nivel de fricción desarrollado en la zona de contacto y el desgaste de las herramientas utilizadas.

Es importante saber que el desgaste de los materiales ha sido un fenómeno que se ha manifestado por siempre, de igual forma se ha buscado hacerle frente y tomar todas las medidas o protocolos para preverlo de muchas maneras, entre las formas de evitar que se presente podemos mencionar la determinación de las propiedades mecánicas del material y su comportamiento en el momento en que entra en contacto con otro, esto debido a que no solo basta con que un material cumpla con los requerimientos de resistencia , sino que pueda cumplir con su función durante un periodo de tiempo razonable.

Los aceros debido a su gran abundancia a nivel mundial constituyen la materia prima primordial, actualmente la mayor parte de elementos están constituidos por piezas metálicas y sus usos se han ido incrementando conforme a las necesidades de la industria. Los aceros adquieren una mayor relevancia con el pasar del tiempo, esto como consecuencia de la buena combinación de propiedades mecánicas que ofrecen la combinación de ferrita y martensita en su microestructura. Si se desea que estos aceros tengan una vida útil prolongada es necesario minimizar el desgaste lo más posible, lograr este objetivo requiere de tratamientos térmicos para modificar las propiedades y mejorarlas de tal manera que la resistencia al desgaste aumente.

Los tratamientos térmicos esenciales son el temple y el revenido, consisten en procesos por medio de los cuales se consigue aumentar la dureza del acero, mejorar su resistencia a la tensión, a la fatiga y al desgaste, entre otras propiedades mecánicas. No obstante, el temple en un acero no es un tratamiento final debido a que la microestructura martensítica que origina, si bien es muy dura y resistente, es de igual forma significativamente frágil, teniendo en cuenta estas características resulta necesario realizar un tratamiento posterior en el rango de los 150 a 700 °C. Este tratamiento se denomina revenido. En el transcurso del tratamiento de revenido, la martensita presenta perdidas del porcentaje en peso del carbono que precipita en forma de carburos. El resultado final del tratamiento de temple y revenido en conjunto es la producción de una matriz de ferrita con una fina y bien distribuida dispersión de carburos diversos. Al mismo tiempo, este cambio microestructural, asociado a una contracción dimensional, va unido a un fuerte aumento de la tenacidad del producto a costa de una pérdida de dureza y de resistencia mecánica.

Por lo tanto, este informe tiene como finalidad contribuir a la investigación mediante el estudio de la influencia del tiempo de revenido de un acero AISI/SAE 1045 y AISI/SAE 1090 revenidos desde temperaturas intercríticas seguidos de un tratamiento de temple.

2.  OBJETIVO

• Analizar la incidencia de un tratamiento térmico de revenido aplicado a un acero hipoeutectoide y un acero hipereutectoide

3.  MARCO TEORICO

3.1 DIAGRAMA HIERRO CARBONO

El hierro como bien lo conocemos, es un metal de color gris plateado cuyas características principales tenemos que son: es buen conductor de electricidad, blando, dúctil y maleable y presenta propiedades magnéticas. Además, el hierro es un metal de gran abundancia y de fácil obtención por lo que es uno de los metales más útiles.

“El hierro es un metal alotrópico, es decir, su estructura cristalina sufre variaciones con la temperatura. En el hierro puro (Fe), estas transformaciones alotrópicas se dan a unas determinadas temperaturas (cabe destacar que en los materiales cristalinos los puntos de fusión están bien definidos, al contrario que en los amorfos” [1]

Las formas alotrópicas que presenta son:

• Variedad α (Fe-α): aparece hasta los 768 °C. Su estructura cristalina es BCC. Prácticamente no disuelve carbono. ⎫ 
• Variedad β (Fe-β): se encuentra entre 768 °C y 910 °C. Cristaliza en FCC. Es similar al hierro α, pero no es magnético. ⎫
• Variedad ϒ (Fe-ϒ): se encuentra entre 910 °C y 1.394 °C. Cristaliza en BCC. Disuelve fácilmente el carbono hasta el 2,11 %. Es diamagnético (débilmente magnético). ⎫ 
• Variedad δ (Fe-δ): cristaliza entre 1.394 °C y 1.538 °C en la estructura BCC. Puede disolver hasta un 0,1 % de carbono. No tiene aplicaciones siderúrgicas. A partir de 1.538 °C, se inicia la fusión del hierro [2]

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Esta figura muestra las etapas que se dan en la aleación de hierro-carbono que son enfriadas en muy lento proceso. Se encuentra dividido en varias temperaturas y composiciones porcentuales de carbono en hierro (máx. 6,67%).

De esta imagen es posible inferir el tipo de constituyente que se encuentra en mayor proporción en una aleación en función de la temperatura y el contenido porcentual en carbono; una vez conocidos los constituyentes de esta será posible interpretar, analizar y predecir las propiedades que tendrá la aleación.

Cuando hablamos de las aleaciones hierro carbono es posible encontrar distintos constituyentes en función de la concentración de los componentes químicos de (Fe-C) y de la temperatura. Los más importantes son: Austenita, Ferrita, Cementita, Perlita, Ledeburita. [pic 4]

Teniendo en cuenta las transformaciones recogidas en el diagrama Fe-C, los aceros se pueden clasificar en:  Aceros hipoeutectoides, Aceros eutectoides, Aceros hipereutectoides.

 3.1.1 ACEROS HIPOEUTECTOIDES Y ACEROS HIPEREUTECTOIDES.

“Se denomina acero hipoeutectoide a los aceros que según el Diagrama hierro-carbono tienen un contenido en carbono inferior al correspondiente a la composición eutectoide (0,77 % de C). El acero hipoeutectoide está formado por una mezcla de ferrita más perlita” [3]

El acero AISI/SAE 1045 con el cual se trabajó para este proyecto es denominado de esa forma según la normativa del Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) y de la Sociedad de Ingenieros Automotores (SAE). Nuestro acero hipoeutectoide está constituido con un aproximado de 0.45% de carbono; este acero es generalmente utilizado sin tratamiento térmico o bien puede haber pasado por un tratamiento de normalizado. Además, es considerado ideal para la producción de piezas para maquinaria tales como árboles de levas, engranes, pernos, embragues, etc. Como dato curioso, el acero AISI/SAE 1045 es producido por la compañía DUFERCO-CLABECQ SA (Bélgica) e importado por CORTAMETALES SAS (Colombia).

“Por otro lado, se denomina acero hipereutectoide a aquellos aceros que en su composición y de acuerdo con el diagrama hierro-carbono tienen un porcentaje de carbono entre 0.77% y 2.11%. Su principal constituyente es la Cementita (Fe3C).”. [4]

El acero AISI/SAE 1090 usado para este proyecto está constituido con un aproximado de 0.9% de carbono; este acero es un material duro y de difícil mecanización. Presenta las siguientes características: alta resistencia mecánica, mayor módulo de Young, muy elásticos, elevada dureza, baja ductilidad. Su aplicación radica en la producción de cuchillos, navajas, hojas de sierras, brocas para cemento, corta tubos o corta frio, entre otros.

3.2 ENSAYO DE DUREZA

Para este tipo de ensayo estableceremos que es utilizado para realizar mediciones de la resistencia del material, en nuestro caso, el acero a la penetración y rayado cuando entra en contacto a presión con otros cuerpos más duros.

La fuerza de compresión sobre el material de ensayo se puede realizar con tres tipos de penetradores: Forma cónica (Ensayo Rockwell). Forma esférica (Ensayo Brinell). Forma de pirámide (Ensayo Vickers). Para nuestro informe, trabajamos usando unidades de dureza Brinell.

  3.2.1 DUREZA BRINELL.

“La prueba dureza Brinell es un ensayo de penetración, en este se usa una Punta esférica de carburo de tungsteno con dimensiones entre 5 a 15 mm de diámetro, la cual mediante una carga constante aplicada que oscila entre 500 y 3000 KgF durante un tiempo entre 10 a 30 segundos penetra la superficie plana del material de prueba”. [5].

No obstante, partiremos de la dureza en el estado de entrega de nuestros aceros 1045 y 1090 para el estudio de esta experiencia. Para la determinación de la dureza después del tratamiento térmico, es posible aplicar la siguiente formula:

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