Método Jominy

METODO JOMINY

Método Jominy o Ensayo Jominy es procedimiento estándar para determinar la templabilidad.

Se trata de templar una probeta estandarizada[1] del acero estudiado. Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior.

Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 milímetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50 mm primeros de la probeta. En los primeros 12,5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 37,5 mm siguientes cada 3,2 mm. Después se traza una curva de templabilidad representando los valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.

OBJETIVO

Determinar la profundidad de temple en un acero, por medio del ensayo Jominy.

GENERALIDADES

La dureza que se obtiene en el temple de los aceros y la templabilidad son dos características que se confunden con frecuencia y conviene diferenciarlas con claridad.

Si templamos varias clases de aceros, podemos ver que unos se endurecen más que otros y que la penetración de la dureza hacia el interior es unas veces mayor que otras. La dureza es la resistencia que opone el material a la penetración de un indentador bajo carga.

La templabilidad está determinada por la profundidad y distribución de la dureza en el interior de las piezas templadas, es decir, la profundidad de temple que se alcanza en una pieza de acero.

Por ejemplo: Si tenemos un acero al carbono con 0.45%C y un acero aleado con 0.40%C, l%Cr y 0.lO%Va. Al tomar redondos de l00 mm de diámetro y los templamos obtenemos las siguientes durezas:

Acero al carbono : 48 - 26 - 20 - 15 Rc.

Acero aleado : 50 - 44 - 38 - 36 Rc.

Observamos que la dureza disminuye rápidamente del exterior al interior en el acero al carbono y se conserva más uniforme en el acero aleado.

Estas diferencias de penetración de la dureza se presentan por ser diferente la templabilidad de los aceros, vemos que la dureza y la templabilidad son cosas distintas.

La dureza máxima que se puede obtener en un acero después del temple, depende del contenido de carbono, la templabilidad depende en cambio de los elementos aleantes y del tamaño de grano del acero. Los elementos que más favorecen la templabilidad son el manganeso, el molibdeno y el cromo.

La templabilidad influye notablememente en los resultados cuando se ensayan piezas de bastante espesor y en cambio influyen muy poco cuando se templan piezas delgadas, es decir, que con aceros de diferente aleación y el mismo contenido de carbono se obtienen características casi idénticas cuando se trata de pequeños diámetros y muy diferentes cuando se trata de piezas de gran espesor.

En el temple, la velocidad de enfriamiento se distribuye por la sección de la probeta; la linea curva de la figura, muestra que en la superficie de la probeta, la velocidad de enfriamiento es máxima en el extremo y mínima en el centro.

Si la velocidad crítica de temple es igual a la magnitud que indica la linea horizontal, la pieza no se templará en todo su espesor y la profundidad de temple será igual a la capa rayada.

Variación de la zona templada con la velocidad de enfriamiento de una redondo de acero sometido a temple.

A medida que disminuye la velocidad crítica de temple, aumenta la profundidad de la capa templada, si la velocidad crítica es menor que la velocidad de enfriamiento en el centro, esta sección se templará completamente, pero si la sección es grande y la velocidad de enfriamiento en la superficie es menor que la velocidad crítica, no se templará el acero ni siquiera en la superficie, por tanto cuanto menor sea la velocidad crítica de temple, tanto mayor será la templabilidad del acero.

A mayor lentitud de transformación de la austenita en perlita, mayor templabilidad. Para valorar prácticamente la templabilidad, se utiliza una magnitud que se llama diámetro crítico.

Diámetro crítico real.

Es el diámetro máximo de una barra cilíndrica en el que después del temple en ese medio de enfriamiento se consigue en su núcleo una estructura con 50% de martensita; por consiguiente para un acero dado, a cada medio de temple le corresponde su diámetro crítico, cuanto más intensamente enfríe el medio de temple, tanto mayor será el diámetro crítico.

Si se necesita una pieza que se temple en todo su espesor, hay que elegir un acero tal que dé mayor diámetro crítico al de la pieza.

Diámetro crítico ideal.

Es el diámetro expresado en pulgadas del mayor redondo de ese acero en cuyo centro se consigue una estructura microscópica con 50% de martensita, después de ser enfriado desde la temperatura de temple en un medio de enfriamiento teórico, cuya capacidad de absorción de calor fuese infinita.

El diámetro crítico es una

...