Practica: revenido de los aceros D2 YD3

PRACTICA N°3

I.TITULO: REVENIDO DE LOS ACEROS D2 YD3:

II. OBJETIVOS:

 Transformar la martensita (dura y frágil) a estructuras mas blandas y tenaces (se forma una mezcla intima de ferrita y cementita llamada martensita revenida).

 Observar la influencia de la temperatura de revenido sobre la estructura y características mecánicas de los aceros.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

REVENIDO (TEMPERING)

Los aceros, después del proceso de temple, suelen quedar frágiles para la mayoría de los usos al que van a ser destinados. Además, la formación de martensita da lugar a considerables tensiones en el acero. Por lo cual, las piezas, después del temple son sometidas casi siempre a un revenido, que es un proceso que consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la temperatura crítica Ac1. el objetivo del revenido es, eliminar las tensiones internas del material y aumentar la tenacidad y ductilidad del acero, aún cuando este aumento de ductilidad se logre normalmente a costa de una disminución de la dureza y de la resistencia.

Definición

El revenido es un tratamiento térmico que consiste en calentar durante cierto tiempo un producto siderúrgico, previamente templado, hasta una temperatura como máxima, próxima al punto crítico inferior, para luego enfriarlo generalmente en un horno.

Objetivos del revenido

En la condición martensítica sin tratamiento térmico posterior, el acero es demasiado frágil para la mayoría de las aplicaciones. La formación de martensita origina grandes tensiones residuales en el acero, por lo tanto, el temple casi siempre sigue de un tratamiento de revenido, el cual consiste en calentar al acero a alguna temperatura menor que la inferior crítica. El propósito es liberar los esfuerzos residuales y mejorar la ductilidad y tenacidad del acero. Este aumento de ductilidad generalmente se obtiene a costa de la dureza o de la resistencia.

El revenido puede tener por objeto:

a) Producir las transformaciones estructurales que el temple ha impedido u obstaculizado.

b) Modificar las características obtenidas por el temple, sin llegar a anularlas.

c) Mejorar los efectos del temple, produciendo un estado de fragilidad mínimo.

d) Disminuir o eliminar la fragilidad global, producida por las tensiones internas originadas por el temple. Al reducir notablemente las tensiones internas, en los primeros estados del revenido, puede aumentar el límite elástico.

e) Modificar las características mecánicas de las piezas templadas; su acción se traduce en lo siguiente:

1.Disminuir la resistencia a la rotura por tracción, el límite elástico y la dureza.

2.Aumentar el alargamiento, la estricción y la resiliencia.

3.En función de la temperatura y del tiempo de revenido, el acero se hace menos resistente, pero más tenaz.

4.Mejorar las características del producto siderúrgico, homogeneizando y afinando su estructura.

f)Mejorar la maquinabilidad del acero templado.

En general, se puede decir que, dentro del amplio intervalo de temperaturas de revenido, a medida que aumenta la temperatura disminuye la dureza y aumenta la tenacidad. Sin embargo, lo último es verdad cuando la tenacidad se determina en función de la estricción de una probeta de tracción, por que cuando se mide en función de la resiliencia, no ocurre lo mismo.

En la mayor parte de los aceros cuando la temperatura de revenido está comprendida entre 204º y 426ºC, la resiliencia, aunque simultáneamente disminuyen también la dureza y la resistencia.

La temperatura de revenido varía con el tipo de acero y el empleo y tipo de solicitaciones que haya de soportar la pieza. De una manera general cabe indicar los intervalos siguientes:

- Aceros de cementación..........................................................140º a 200ºC

-Aceros de herramientas..........................................................200º a 300ºC

-Aceros para temple y revenido................................................350º a 650ºC

-Aceros rápidos.........................................................................550º a580ºC

La duración del revenido es de gran importancia para que las transformaciones deseadas puedan producirse con seguridad. Generalmente es de 1 a 3 hrs. Los instrumentos de medida, calibres, patrones, galgas, etc, se revienen durante mucho más tiempo, pudiendo alcanzar las duraciones necesarias, en muchos casos, hasta 24hrs.

Los factores que influyen en el revenido son los siguientes: la temperatura de revenido sobre las características mecánicas, el tiempo de revenido (a partir de un cierto tiempo límite la variación es tan lenta que se hace antieconómica su prolongación, siendo preferible un ligero aumento de temperatura de revenido), la velocidad de enfriamiento (es prudente que el enfriamiento no se haga rápido) y las dimensiones de la pieza (la duración de un revenido es función fundamental del tamaño de la pieza recomendándose de 1 a 2 horas por cada 25mm de espesor o diámetro).

Los revenidos pueden ser homogéneos y heterogéneos:

-Homogéneos: la pieza en su totalidad esta a una temperatura uniforme, se realiza después del temple, con baños de aceite, sales, hornos de circulación de aire y de recocido, cuando las temperaturas son altas. Estas se usan en piezas de construcción, de fabricación en serie y herramientas.

-Heterogéneo: la pieza es sometida a diferentes temperaturas de revenido en diferentes partes; para que sea esto correcto la temperatura ha de estimarse generalmente sobre la base de los colores del revenido. Se emplean 2 procedimientos:

Auto revenido: se sumerge en el medio de temple la superficie de trabajo, se la esmerila brillante, con rapidez, después de extraerla del baño

Revenido externo: se caliente la pieza templada de manera parcial y no uniforme

REVENIDO POR INDUCCIÓN

El revenido por inducción consiste en conseguir los mismos efectos metalúrgicos que el revenido en un horno convencional pero con temperaturas más altas y tiempos más cortos. Las temperaturas de revenido normalmente utilizadas en inducción son del orden de 200 a 400ºC. Los tiempos de calentamiento en el revenido por inducción están muy relacionados con la geometría de la pieza, es muy importante que toda la zona a revenir se encuentre a la misma temperatura, en consecuencia, en piezas de geometría simple, los tiempos de revenido suelen ser inferiores a los de piezas más complicadas. Al final del calentamiento por inducción, la pieza suele enfriarse al aire hasta una temperatura aprox. de 100ºC, por debajop de esta temperatura el proceso de revenido esta completado, luego el enfriamiento suele acelerarse mediante ducha o inmersión en un liquido.

DOBLE REVENIDO

Con el doble revenido se aumenta el rendimiento de las herramientas fabricadas con aceros rápidos y aceros de alto contenido en cromo, con esto se logra disminuir las tensiones internas antes de poner las herramientas en servicio, el acero se calienta a 550ºc aprox. Con esto la martensita queda revenida. La microestructura es uniforme y esta constituida por martensita revenida y en los aceros rápidos en la microestructura se presentan carburos complejos sin disolver.

Revenido, Etapas características. Cambios microestructurales y de propiedades mecánicas que experimenta un acero templado durante el revenido.

Las variaciones de las características que experimentan los aceros por efecto de revenido son debidas a cambios de microestructuras que consisten, principalmente, en la descomposición más o menos completa de la martensita que se había obtenido en el temple y que se transforma en otros constituyentes más estables. El revenido se produce principalmente en tres etapas:

Primera etapa: esta es a bajas temperaturas, inferiores a 300º, y en ella se precipita el carburo de hierro épsilon(ε) bajando así el % de carbono de la martensita a 0.25%. Esta precipitación ocurre en los limites de los subgranos heredados de la austenita, los cuales se siguen manifestando en la martensita.

Debido a la precipitación de este carburo(ε) se puede observar un ligero aumento en la dureza según se lleva la Tº de revenido a unos 93 ºC . La precipitación de carburo ε contribuye indudablemente como un componente de endurecimiento para el acero, puede esperarse que el agotamiento del carbono de la matriz martensítica contribuya con un componente de ablandamiento. Por tanto, la dureza observada refleja el resultado de estos dos efectos.

Segunda etapa: esta solo se presenta cuando aparece austenita retenida en la microestructura del acero templado, y en esta etapa la austenita retenida se transforma en bainita. Esa bainita al ser luego calentada en el revenido a altas temperaturas, sufre también una precipitación de carburo de hierro con formación final de cementita y ferrita.

Tercera etapa: Aquí, el carburo ε, que apareció en la 1ª etapa, se transforma en cementita Fe3C, la cual precipita tanto en el exterior como en el interior de las agujas demartensita. A medida que prosigue el calentamiento, se va disolviendo el carburo precipitado en el interior de las agujas pasando a engrosar la capa o deposición de FeC3 en el exterior de las agujas de martensita hasta su total desaparición del interior. Al proseguir el calentamiento se produce la coalescencia de la cementita que ha precipitado formándose núcleos más grandes, empobreciéndose en carbono las agujas de martensita hasta quedar

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