Tratamientos térmicos UCSM

“UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA”

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FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TEMA DE PRÁCTICA: Tratamientos Térmicos

CURSO: Ciencia e Ingeniería de los Materiales

GRUPO DE LABORATORIO: Grupo 08

JEFE DE PRÁCTICA: Ing. José Delgado Bastidas

2019

AREQUIPA - PERÚ

Índice

Índice        ii

Práctica N°9 TRATAMIENTOS TÉRMICOS        1

1.        Objetivos        1

2.        Marco Teórico        1

2.1.        Etapas del Tratamiento térmico        2

2.2.        Tratamientos Térmicos del Acero        3

        2.2.1. Clasificación        4

2.3.        Templado        5

        2.3.1. Clases de Temple        6

        2.3.2. Factores Influyentes        8

        2.3.3. Medios de Temple        8

        2.3.4. Tensiones internas en los aceros        9

3.        Materiales y Equipos        10

3.1.        Materiales        10

3.2.        Herramientas        10

3.3.        Equipos de Protección Personal        10

3.4.        Máquinas        11

3.5.        Otros        11

4.        Procedimiento        11

5.        Resultados y Análisis        12

5.1.        Resultados        12

5.2.        Análisis        12

6.        Conclusiones        14

7.        Recomendaciones        15

8.        Bibliografía        16

9.        Anexos        18

Práctica N°9 TRATAMIENTOS TÉRMICOS

1. Objetivos

1. Reconocer la importancia y aplicación de los diferentes tipos de tratamientos térmicos.
2. Aprender el correcto procedimiento para tratamientos térmicos.

1. Marco Teórico

El tratamiento térmico es “una combinación de operaciones de calentamiento y enfriamiento, en tiempos determinados y aplicadas a un metal o aleación en el estado sólido en una forma tal que producirá propiedades deseadas”. (Díaz Del Castillo Rodríguez & Reyes Solís, 2012).

Este tipo de tratamiento queda definido por su ciclo térmico, y no por las propiedades que se logran con él.

Los tratamientos térmicos más utilizados en la industria son:

• El recocido, el normalizado, el temple, el revenido

Así mismo existen tratamientos termo-químicos en la industria:

• Cementación: Sólida, Líquida y Gaseosa.
• Envejecimiento Artificial: Endurecimiento por Precipitación

Por otro lado, además de los tratamientos ya mencionados, existen otros como lo son los tratamientos mecánicos y los tratamientos superficiales.

Los primeros principalmente son utilizados en los tratamientos térmicos de Acero.

Cada uno de los tratamientos considerados, incluyen para la pieza o piezas a tratar un ciclo de calentamiento, mantenimiento a la temperatura seleccionada y un ciclo de enfriamiento. Estos ciclos de calentamiento y enfriamiento, así como el mantenimiento a la temperatura seleccionada, van a depender del tamaño, forma y espesor de la pieza o piezas. Por esta razón es necesario tomar en cuenta que los factores mencionados anteriormente afectan en gran medida los resultados esperados en la pieza después del tratamiento térmico.

Así mismo se debe de tener en cuenta el diagrama de hierro-carbono, el cual nos muestra las fases existentes en las aleaciones simples de hierro enfriadas muy lentamente, a diferentes temperaturas y porcentajes de contenido de Carbono. Según este diagrama, como se muestra en la Figura 1, el hierro se clasifica de la siguiente manera:

• Hierro puro: con un contenido inferior al 0.03% de Carbono
• Acero: aleaciones hierro carbono con un contenido de entre 0.03% y 2.00% de Carbono.
• Fundición: aleaciones con un contenido mayor al 4.00% de Carbono

Las aleaciones con un contenido de Carbono mayor al 5.00% (cementita) no se utilizan en la industria debido a su extrema fragilidad.

A partir del diagrama puede predecirse el porcentaje de contenido de Carbono que tendrá la aleación dependiendo de la temperatura y del contenido de Carbono inicial; así mismo se podrá predecir las propiedades del nuevo material.

Por lo tanto, para cada caso de cada pieza se debe de fijar la temperatura de calentamiento, el tiempo de permanencia a esa temperatura y la velocidad de enfriamiento. La temperatura de calentamiento siempre debe ser inferior a la temperatura de fusión del material a analizar.

1. Etapas del Tratamiento térmico

Un tratamiento térmico cuenta con tres etapas:

1. Calentamiento hasta la temperatura fijada

En esta etapa se eleva la temperatura hasta que esta sea uniforme en toda la pieza, tanto en las superficies como en el núcleo de la probeta

1. Permanencia a la temperatura fijada

Esta etapa tiene como finalidad la completa transformación de la probeta. Se considera adecuada una permanencia de 2 minutos aproximadamente por milímetro de espesor, sin embargo esto puede variar dependiendo del material, y su respectiva composición.

1. Enfriamiento

El enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en función al tipo de tratamiento que se esté realizando, y a la pieza y propiedades que se busca hallar.

Los tratamientos térmicos a diferentes temperaturas pueden generar modificaciones en la estructura y composición del material, haciendo un reacomodo de las moléculas, teniendo como objetivo principal la optimización de las propiedades de dureza, tenacidad, ductibilidad, entre otros. El calentamiento de las piezas debe realizarse lentamente y uniformemente, en especial con piezas de espesores apreciables; esto principalmente para no crear un calentamiento disparejo en la pieza, ya que al mantener una temperatura constante y uniforme logra el calentamiento en la periferia de la pieza hasta el centro de la misma.

La presencia de Titanio en la mayoría de aleaciones posibilita la realización de tratamientos térmicos de temple. La transformación en el temple presenta características específicas de una transformación martensítica, la cual es menor comparada con la de los aceros.

1. Tratamientos Térmicos del Acero

“El cambio o modificación de las propiedades de un material con calentamiento y enfriamiento controlados se denomina tratamiento térmico, el cual incluye los procesos de reblandecimiento, endurecimiento y tratamiento de superficies” (Perez Patiño, 1996)

Todos los procesos básicos de tratamientos térmicos para aceros incluyen la transformación o descomposición de la austenita, los cuales se caracterizan por el calentamiento y enfriamiento de la pieza para alterar su estructura.

Los tratamientos térmicos no sólo son realizados para piezas semi-acabadas, sino también para piezas terminadas y herramientas, con la finalidad de proporcionarle nuevas propiedades definitivas.

1. Clasificación

Como se mencionó anteriormente, los tratamientos térmicos más utilizados en los aceros son el recocido, el normalizado, el temple y el revenido.

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