Trabajo Final de Metafisica II

NORMALIZADO Y RECOCIDO

Probeta: llamadas también muestra, parte que se separa de la pieza para ser sometida a análisis. (ACERO SAE 1045)

Selección de muestra: parte más importante debido a que su resultado final dependerá de la buena elección de la muestra. Si usa toda la pieza si es posible, sino se usa una parte de ella. Cortándole un pedazo de esta. Antes de seleccionar la muestra debe saberse lo que se quiere estudiar, analizando las caras longitudinales y transversales de la pieza. (1 pulgada x 4 pulgadas de longitud)

Toma de la muestra: se separa la parte a estudiar con una herramienta de corte en nuestro caso lo hicimos con una sierra a mano.(2 piezas una para análisis metalográfico y otra análisis de dureza)

Equipo: horno de inducción, disco de corte, carbono en forma de antracita, caja para la probeta, durómetro.

Temperatura de austenizacion: introduciremos las cajas en el cual fueron llenadas de carbón antracita y las probetas de acero SAE 1045 dentro de ella, al horno para su calentamiento a 850 oC , por encima de la línea crítica A3 con el fin de homogeneizar su estructura y posteriormente obtener perlita.

Tiempo de residencia: NORMALIZADO: dentro del horno permanecerá 1 hora y el enfriamiento se realizara después de 5 segundos sacado del horno agitándolo en el medio ambiente (25oC). RECOCIDO: quedándose en el horno se enfriara paulatinamente después será sacado.

Preparar la muestra:

Desbaste: consiste en someter la cara elegida de la pieza a la acción de un papel abrasivo. En nuestro caso utilizamos (4 lijas: 1000 – 1500 – 2000 - 2500)

Pulido : consiste en eliminar las rayas muy finas dejadas en la etapa de desbaste y producir una superficie espectacular. El material utilizado fue paños de gamuza y alúmina (Al2O3) con agua destilada.

Paños: pedazo de tela el cual se moja con un abrasivo en suspensión acuosa, debe ser capaz de resistir el roce entre el acero y las partículas abrasivas. El más usado es el que se utiliza en la mesa de billar.

Abrasivos: se preparan en suspensión acuosa son partículas muy frágiles, en sus texturas tienen muchas aristas y vértices cortantes. Su tamaño es muy pequeño, se preparan de diferentes formas. Alúmina. El pulido se realiza del centro a la periferia.

Ataque: El ataque químico se realiza con el objetivo de resaltar la estructura obtenida después de realizado el pulido hasta alcanzar el brillo de espejo, para observar la estructura metalografía formada después del desgaste y la deformación del pasador. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1045. Pone en manifiesto las uniones de los granos de ferrita, la perlita se ennegrece y la cementita se mantiene blanca.

ACERO

Tipo : ACERO Clasificación : al carbono

Grado: Norma : SAE 1045

Acero equivalentes : SAE 1010 , SAE 1015 , SAE 1020 , SAE 1025, SAE 1030 , SAE 1035, SAE 1040 , SAE 1045 , SAE 1050 , SAE 1055, SAE 1060 , SAE 1065, SAE 1070 , SAE 1075, SAE 1080.

Estado de entrega : NORMALIZADO

Composición Química:

Características: El tratamiento térmico de normalización del acero se lleva a cabo al calentar aproximadamente a 20ºC por encima de la línea de temperatura crítica superior seguida de un enfriamiento al aire hasta la temperatura ambiente. El propósito de la normalización es producir un acero más duro y más fuerte que con el recocido total, de manera que para algunas aplicaciones éste sea el tratamiento térmico final. Sin embargo, la normalización puede utilizarse para mejorar la maquinabilidad, modificar y refinar las estructuras dendríticas de piezas de fundición, refinar el grano y homogeneizar el micro estructura para mejorar la respuesta en las operaciones de endurecimiento.

Aplicaciones generales : piezas metálicas , estructuras solidas,etcDureza Teórica : 165 Brinell Dureza Real : 87,1 HRBEmpresa fabricante : Laboratorio Metalúrgica Física IIMicroestructura :

Descripción: micrografía tomada a 1000 aumentos (50x) observándose que corresponde a la ferrita y la perlita siendo este ultimo el más importante.Ataque:. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1045. Pone en manifiesto las uniones de los granos de ferrita, la perlita se ennegrece y la cementita se mantiene blanca.Aumento: 1000x

ACERO




Estado de entrega : RECOCIDO


Características: El objeto del tratamiento térmico denominado recocido es destruir sus estados anormales de los metales y aleaciones. Así como ablandarlos para poder trabajarlos. A una temperatura adecuada y duración determinada seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada.

Aplicaciones generales: También podemos decir que esta disminución de dureza también es afectada por el tiempo de horneado, a medida que el tiempo de horneado aumenta, la diferencias de la disminución de dureza también aumenta.

Dureza Teórica : 165 Brinell Dureza Real : 87,1 HRBEmpresa fabricante : Laboratorio Metalúrgica Física IIMicroestructura :

Descripción: micrografía tomada a 1000 aumentos (50x) observándose que corresponde a la ferrita y la perlita siendo este ultimo el más importante.Ataque:. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1045. Pone en manifiesto las uniones de los granos de ferrita, la perlita se ennegrece y la cementita se mantiene blanca.Aumento: 1000x

Análisis de la dureza:

Diámetro de acero SAE 1045 NORMALIZADO

Dureza en la superficie RB

0 85,2

2 85,9

4 86,9

6 87,7

8 89,2

10 87,7

83

84

85

86

87

88

89

90

DIAMETRO

DURE

ZA

ROCK

WEL

L B

Diámetro de acero SAE 1045 RECOCIDO

Dureza en la superficie RB

0 81,8

2 81,9

4 82,9

6 83,3

8 84,5

10 83,5

83

84

85

86

87

88

89

90

DIAMETRO

DURE

ZA

ROCK

WEL

L B

TEMPLABILIDAD

Probeta: llamadas también muestra, parte que se separa de la pieza para ser sometida a análisis. (ACERO SAE 1045-SAE1080)

SAE 1080 =

Selección de muestra: parte más importante debido a que su resultado final dependerá de la buena elección de la muestra. Si usa toda la pieza si es posible, sino se usa una parte de ella. Cortándole un pedazo de esta. Antes de seleccionar la muestra debe saberse lo que se quiere estudiar, analizando las caras longitudinales y transversales de la pieza. (1 pulgada x 4 pulgadas de longitud)


Equipo: horno de inducción, disco de corte, carbono en forma de antracita, caja para la probeta, durómetro.

C 0.75-0.88

Mn 0.60-0.90

P 0.04 (max)

S 0.05 (max)

Temperatura de austenizacion: introduciremos las cajas en el cual fueron llenadas de carbón antracita y las probetas de acero SAE 1045 y SAE 1020 dentro de ella, al horno para su calentamiento a 850 oC , por encima de la línea crítica A3 con el fin de homogeneizar su estructura y posteriormente obtener martensita.

Tiempo de residencia: Medios refrigerantes H

MEDIO TEMPERATURAAgua 20°C 1.0Agua 80°C 0.2

Aceite mineral 20-200°C 0.3Agua -l0%NaCl 3.0Agua -50%NaOH 2.0






Ataque: El ataque químico se realiza con el objetivo de resaltar la estructura obtenida después de realizado el pulido hasta alcanzar el brillo de espejo, para observar la estructura metalografía formada después del desgaste y la deformación del pasador. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1045-SAE 1080. Pone en manifiesto las microestructuras de martensita el cual es el objetivo de la templabilidad en agua o en aceite.

ACERO




Estado de entrega : TEMPLE EN AGUA


Características: El tratamiento térmico de templado en agua del acero se lleva a cabo al calentar aproximadamente a 20ºC por encima de la línea de temperatura crítica superior seguida de un enfriamiento al agua hasta la temperatura ambiente. El propósito de la templabilidad es producir un acero más duro y más fuerte que con el temple al aceite. Sin embargo, el temple puede utilizarse para mejorar la dureza, originando en la microestructuras martensiticas, aplicándole después si fuese necesario una serie de revenidos.

Aplicaciones generales : piezas metálicas , estructuras solidas,etcDureza Teórica : 68 RC Dureza Real : 46 RCEmpresa fabricante : Laboratorio Metalúrgica Física IIMicroestructura :

Descripción: micrografía tomada a 1000 aumentos (50x) observándose que corresponde a la martensita. Ataque: Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1045. Aumento: 1000x

ACERO



Acero equivalentes : SAE 1010 , SAE 1015 , SAE 1020 , SAE 1025, SAE 1030 , SAE 1035, SAE 1040 , SAE 1045 , SAE 1050 , SAE 1055, SAE 1060 , SAE 1065, SAE 1070 , SAE 1075.

Estado de entrega : TEMPLE EN ACEITE


SAE 1080 =

Características: El objeto del tratamiento térmico denominado temple al aceite es obtener una dureza no tan elevada pero con un grado optimo. A una temperatura adecuada y duración determinada seguido de un enfriamiento al aceite.

Aplicaciones generales: También podemos decir que esta disminución de dureza también es afectada por el tiempo de horneado, a medida que el tiempo de horneado aumenta, la diferencias de la disminución de dureza también aumenta.

Dureza Teórica : 40 RC Dureza Real : 21,7 RC

C 0.75-0.88

Mn 0.60-0.90

P 0.04 (max)

S 0.05 (max)

Empresa fabricante : Laboratorio Metalúrgica Física IIMicroestructura :

Descripción: micrografía tomada a 1000 aumentos (50x) observándose que corresponde a la martensita siendo este \el más importante.Ataque:. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión.Aumento: 1000x

Análisis de dureza:

agua aceite Distancia (mm)47 15,5 O

47,8 17,5 247,4 21,7 447,3 21,4 647 20,6 8

45,8 20,5 10

TEMPLE EN AGUA

44.5

45

45.5

46

46.5

47

47.5

48

DIAMETRO

DURE

ZARO

CKW

ELL C

TEMPLE EN ACEITE

0

5

10

15

20

25

DIAMETRO

DURE

ZARO

CKW

ELL C

TEMPLABILIDAD ENSAYO JOMINY

1. Objetivos:

Al termino de esta práctica de laboratorio el alumno de metalurgia física II será capaz de realizar los ensayos de templabilidad de los acero conforme lo indica las normas ASTM, además de graficar los resultados obtenidos y analizar las estructuras formadas durante el ensayo de templabilidad. 2. Introducción:

Ensayo JominyPara el desarrollo de nuestra practica de templabilidad en los laboratorios de Metalurgia en nuestra escuela, emplearemos el método de Jominy este es un ensayo estandarizado por la American Society for Testing and Materials (ASTM), mide cuantitativamente en endurecimiento de los acero por enfriamiento en agua. De acuerdo a la norma emplearemos el método A255 de la ASTM y por la Society of Automotice Egineers (SAE). Para cumplir con la norma debemos de tomar una probeta de un acero determinado con las dimensiones y procedimientos como se ilustra en la figura Nº 1.

Figura Nº 1.Método del desarrollo del ensayo Jominy

Primeramente, se selecciona el acero a ensayar, se da las dimensiones adecuadas para el ensayo de acuerdo a la norma ASTM, luego se calienta la probeta en un Horno a 50 a 60 C por encima de la temperatura de austenizacion (Acm o Ac3), se deja permanecer a la temperatura de austenizacion durante 30 minutos, previamente a ello se debe de tener en cuenta el cuidado de proteger a la probeta si este es ensayado en un horno de mufla (proteger con carbón antracitico), si este es desarrollado en baño de sales en mejor su disposición al ensayo Jominy. Una vez llegada a la temperatura de austenizacion se procede a retirar de horno con mucho cuidado y con la mayor rapidez la probeta al equipo de la prueba de Jominy, que estará lista con el chorro de agua graduada y con el caudal adecuado conforme lo indica la figura Nº 2.El enfriamiento en el equipo Jominy es durante 10 min. Luego de ello se termina de enfriar en agua por inversión.

(a) (b)

Figura 2. Ensayo Jominy. En (a) el dispositivo de ensayo. En (b) el perfil de dureza HRC en función de la extremidad enfriada.

Procedimiento1. Conocer el tipo de tratamiento que se va a llevar a cabo en la práctica.2. Conocer e identificar las propiedades más importantes del material al cual se le va a

realizar el tratamiento térmico.3. Determinar la temperatura que exige el tratamiento térmico de acuerdo al material

escogido, para realizar con éxito la prueba y verificar que el horno eléctrico esté a la temperatura exigida por la prueba.

4. Se debe introducir la probeta al horno para su austenizacion por un tiempo mayor o igual a 30 minutos. En esta actividad es fundamental el uso de los elementos de protección personal establecidos pues las temperaturas de trabajo son altas.

Figura 3. Montaje previo a prueba Jominy

5. Luego de dejar la pieza en el horno eléctrico el tiempo necesario para realizar con éxito la práctica, se procede a sacarla con la ayuda de unas pinzas e inmediatamente se coloca en el elemento escogido para enfriarla según el tratamiento y el material que se esté trabajando. Si se utiliza aceite para enfriarla, es muy importante que se tenga mucho cuidado con las salpicaduras de éste.

Figura 4. Montaje Jominy

6. Luego de dejar enfriar la pieza durante el tiempo necesario, se procede a sacarla de la sustancia o medio de enfriamiento utilizado (se debe cerciorar primero que ésta se encuentre a una temperatura que no cause quemaduras).

Figura 5. Enfrimiamiento con agua de la barra

7. Posteriormente la pieza se pule con una lija muy fina para eliminar las partículas de oxido originadas por el tratamiento térmico (escoria). Luego se limpia.

8. Una vez desarrollado el ensayo de templabilidad se procede a prepara la probeta para las mediciones de dureza conforme lo indica la norma. En un lado de la probeta a todo el largo de rectifica con un sepillo o disco de esmeril con cuidado sin calentamiento de la probeta para su toma de dureza, conforme lo indica la figura Nº 3, primeramente tomando como inicio el extremo se tomas la lectura cada 1.6mm asta completar la pulgada de longitud, luego de ello cada 1cm se toma la lectura hasta completar todo el largo de la probeta.

9. Una vez terminada la prueba, se deben colocar todos los elementos utilizados en su respectivo sitio, y se debe dejar el lugar limpio y en orden.

Figura 6. Distribución de distancias para la toma de dureza.

A: Toma de dureza cada 3mm hasta completar una pulgada.B: Toma de dureza cada 1cm hasta completar toda la longitud de la probeta.

CEMENTACION

Probeta: llamadas también muestra, parte que se separa de la pieza para ser sometida a análisis. (ACERO SAE 1020)

Selección de muestra: parte más importante debido a que su resultado final dependerá de la buena elección de la muestra. Si usa toda la pieza si es posible, sino se usa una parte de ella. Cortándole un pedazo de esta. Antes de seleccionar la muestra debe saberse lo que se quiere estudiar, analizando

las caras longitudinales y transversales de la pieza. (1 pulgada x 4 pulgadas de longitud)


Equipo: horno de inducción, disco de corte, carbono en forma de antracita, caja para la probeta, durómetro. Tramontina (para sellar por adentro y por afuera a la caja de cementación)

Temperatura de austenizacion: introduciremos las cajas en el cual fueron llenadas de carbón antracita y las probetas de acero SAE 1020 dentro de ella, al horno para su calentamiento a 850 oC , por encima de la línea crítica A3 con el fin de homogeneizar su estructura y posteriormente obtener perlita.

Tiempo de residencia: dentro del horno permanecerá 7 horas y el enfriamiento se realizara después de 5 segundos sacado del horno agitándolo en el medio de enfriamiento que es agua (25oC). CEMENTACION: el objetivo de este tratamiento térmico es obtener una dureza superficial.






Ataque: El ataque químico se realiza con el objetivo de resaltar la estructura obtenida después de realizado el pulido hasta alcanzar el brillo de espejo, para observar la estructura metalografía formada después del desgaste y la deformación del pasador. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión, porque este resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos del acero SAE 1020. Poner en manifiesto que profundidad cemento. En el análisis metalografico es obtuvo lo siguiente primeramente martensita y después ferrita concluyendo con una cementación considerable.

ACERO



Acero equivalentes : SAE 1010 , SAE 1015 , SAE 1020 , SAE 1025, SAE 1030 , SAE 1035, SAE 1040 , SAE 1045 , SAE 1050 , SAE 1055, SAE 1060 , SAE 1065, SAE 1070 , SAE 1075.

Estado de entrega : CEMENTACION


SAE 1080 =

Características: El objeto del tratamiento térmico denominado cementación porque con este tratamiento termoquímico difusional el carbono se difundirá a través del acero de forma superficial confiriéndole propiedades optimas de dureza superficial.

Aplicaciones generales: Aplicado principalmente para la industria minera – metal mecánica. Como piñones, ejes, candados, etc.

Dureza Teórica : 55 RC Dureza Real : 35,6 RCEmpresa fabricante : Laboratorio Metalúrgica Física IIMicroestructura :

Descripción: micrografía tomada a 625 aumentos (25x) observándose que corresponde a la martensita siendo este \el más importante.Ataque:. Para este ataque químico se utiliza: Nital 4%. Por inmersión.Aumento: 625x

Análisis de dureza:

C 0.75-0.88

Mn 0.60-0.90

P 0.04 (max)

S 0.05 (max)

mm agua0 35,62 30,54 28,96 28,18 27,8

10 26,8

CEMENTACION

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

DIAMETRO

DURE

ZARO

CKW

ELL C

Trabajo Final de Metafisica II

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