Ensayo jominy y prueba metalográfica de un acero1045 sometido a un tratamiento térmico

Resumen

Se conoce que mediante un tratamiento térmico se pueden alterar ciertas propiedades de los metales, en este informe se muestra como dos tipos de tratamiento térmico uno por medio del ensayo JOMINY y otro por enfriamiento lento (revenido) alteran la dureza y la estructura microscópica del material

1. Introducción

La metalografía es la disciplina que estudia microscópicamente las características estructurales de un metal o de una aleación y nos permite conocer sus utilidades y por lo tanto sus propiedades

Por medio del siguiente informe buscamos recopilar todos los datos obtenidos en la práctica además de realizar un análisis de estos datos por medio de las guías suministradas por el docente. También demostrar por medio de un tratamiento térmico la alteración estructural que sufre el material y como se cambian sus propiedades

1.1 objetivo

Aprender cómo llevar a cabo el ensayo jominy, el estudio metalográfico y visualizar el cambio de las prioridades del acero 1045

2. Marco Teórico

Ensayo jominy: “Se trata de tem-plar una probeta estandarizada  del ace-ro estudiado. Primero se calienta a la temperatura de autenticación, enfrián-dola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior”

Foto metalográfica: La metalografía es-tudia la estructura microscópica de los metales y sus aleaciones. Antes de observar un metal al micros-copio, es necesario acondicionar la muestra de manera que quede plana y pulida. Plana, porque los sistemas ópti-cos del microscopio tienen muy poca profundidad de campo y pulida porque así observaremos la estructura del metal y no las marcas originadas durante el corte u otros procesos previos.

Marco experimental

Materiales

Mufla u horno

Probeta estandarizada para el ensayo jominy

Probeta para la prueba metalográfica

Máquina para realizar el ensayo jominy

3. Procedimiento

1. Se procede a introducir las piezas dentro del horno, se espera a que el horno alcance la temperatura de 850 grados celcius y se mantiene esa temperatura media hora

2. Tomamos la probeta del ensayo jo-miny y la depositamos en la ranura de la máquina, esperamos 15 minu-tos para su enfriado

3. Luego la enfriamos rápidamente en un recipiente con agua mientras que la probeta para la prueba meta-lográfica la dejamos enfriar dentro del horno

4. .la probeta del ensayo jominy se so-mete a una prueba de dureza como lo contempla la norma.

5. la probeta metalográfica se somete a un proceso de desbaste Durante este proceso se eliminan gran parte de las rayas producidas en el corte.

6. Luego se somete a un proceso de pulido apenas hay arranque de material y lo que se pretende es eliminar todas las rayas produci-das en procesos anteriores. El pu-lido finaliza cuando la probeta es un espejo perfecto.

7. Luego se somete al ataque químico que pondrá de manifiesto la es-tructura del metal ya que atacará los bordes de los granos y afectará de manera diferente a las distintas fases presentes en el metal.

8. Después se procede a tomar una fotografía a 100 y otra a 500 con el microscopio metalográfico

Imagen 1. Procedimiento

Ensayo jominy

Imagen 2

Probeta metalográfica sometida a un ataque

Resultados

1- prueba de dureza

Imagen 3

Grafica de dureza

Imagen 4

Tabla de resultados prueba de dureza

En la realización de esta prueba, la probeta jominy fue llevada a l durómetro donde posteriormente se le realizó la prueba, la demarcación de los puntos de prueba se realizó cada 1,6 mm, tal y como lo indica la norma.

En este sentido la prueba se realizó bajo los parámetros de medición HRC, ya que por el alto contenido de carbono que presenta este acero se dan unas características de dureza más elevada.

2- Tamaño de grano.

Imagen 5

Foto metalográfica a 100 aumentos.

Después de ser atacada químicamente la probeta anteriormente mostrada, esta llevo al microscopio donde

posteriormente se tomaron estas fotografías con el ánimo de determinar su tamaño de grano.

Imagen 5

Foto metalográfica a 500 aumentos.

Para el cálculo del tamaño de grano hicimos uso de la expresión teórica, sugerida por la norma ASTM.

Donde se busca determinar el tamaño de grano aproximado en un área media de una pulgada cuadrada.

El cálculo del calor G de toma median te unas aproximaciones basadas en la guía de selección de grano a 100 aumentos.

Con la siguiente plantilla lo que se busca es seleccionar un G aproximado,

para posteriormente llevarlo a la ecuación. En la gráfica siguiente se puede ver el orden descendente del tamaño de grano iniciando por 1 culminado en 8 como posibles valores de G.

Imagen 6

Plantilla para la selección de tamaño de grano.

AL realizar una comparación con la imagen 4, podemos establecer que tiene mayor parecido al facto G=6.

Por tanto podemos determinar que el número de grano por pulgada cuadrada corresponde a:

N= 32

Este cálculo fue basado en la anterior ecuación.

CONCLUSIONES.

Se logró evidenciar como el material acero AISI 1045, responde a unas características de dureza bastante elevadas, aun mas cuando se expone a diferentes casos de tratamientos térmicos, pero específicamente al temple, o a un método de enfriamiento en corto tiempo.

Se pudo ver como en la escala de tamaño de grano este es un acero que se encuentra en la mitad de las designaciones, asunto que nos permite inferir que en cuanto a composición estructural este es un acero promedio, en consecuencia esto no permite fijarnos justamente en el comportamiento estructural promedio de algunos aceros.

Si deseo obtener mediante tratamiento térmico una dureza media – alta debo seleccionar un tipo de enfriamiento alto, esto lo podemos determinar mediante la gráfica de distancias jomminy vs dureza que presentamos anteriormente, esta nos indica que en la primera pulgada la dureza es alta y posteriormente desciende rápidamente.

BIBLIOGRAFIA.

Tratamientos térmicos de los aceros Apraiz Barreiro José, décima edición.

https://www.uam.es/docencia/labvfmat/labvfmat/practicas/practica4/grano.htm

http://materias.fi.uba.ar/6750/seleccion_de_aceros.pdf

http://www.inspt.utn.edu.ar/academica/carreras/67/TPracticos/TecnologiaI/Trabajos.Practicos/ENSAYOS.LABORATORIO/1EnsayosMetalografia/3FOTOS.MICROSCOPICAS.ACEROS.CARBONO.pdf

Introducción a Ciencia e Ingeniería de los materiales, William D. Callister.

Información suministrada por el docente Hernando Correa.