Vallejo Sinchiguano Cristian AlejandroGrupo #3Informe #22011/04/28

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

Facultad de Ingeniera Mecnica

Tecnologa de Conformado MecnicoTEMA: Materiales usados en Ingeniera Mecnica Objetivos: Diagramas Tratamiento trmico general Equilibrio Fe-C Temperatura, tiempo, transformacin Clasificacin de los tratamientos trmicosMARCO TERICO:

Equilibrio Fe-CLas propiedades mecnicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particular de los aceros, reside en la composicin qumica de la aleacin que los forma y el tipo de tratamiento trmico a los que se les somete. Los tratamientos trmicos modifican la estructura cristalina que forman los aceros sin variar la composicin qumica de los mismos.Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composicin qumica se llama polimorfismo y es la que justifica los trmicos. Tcnicamente el poliformismo es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una nica composicin qumica, el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono. La -ferrita, la austenita y la -ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad en un elemento qumico puro se denomina alotropa.Por lo tanto las diferentes estructuras de grano pueden ser modificadas, obteniendo as aceros con nuevas propiedades mecnicas, pero siempre manteniendo la composicin qumica. Estas propiedades varan de acuerdo al tratamiento que se le de al acero dependiendo de la temperatura hasta la cual se lo caliente y de como se enfra el mismo. La forma que tendr el grano y los microconstituyentes que compondrn al acero, sabiendo la composicin qumica del mismo (esto es porcentaje de Carbono y Hierro (Fe3)) y la temperatura a la que se encuentra, se puede ver en el Diagrama Hierro Carbono. [http://www.sabelotodo.org/hierro.html]Clasificacion de los T. T.El tratamiento trmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecnicas para las cuales est creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado slido para cambiar sus propiedades fsicas. Con el tratamiento trmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamao del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dctil. La clave de los tratamientos trmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no frreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento trmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el de hierro-carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.Los tratamientos trmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensin. Los principales tratamientos trmicos son:Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente ms elevada que la crtica superior Ac (entre 900-950C) y se enfra luego ms o menos rpidamente (segn caractersticas de la pieza) en un medio como agua, aceite, etctera.Revenido: Slo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue bsicamente del temple en cuanto a temperatura mxima y velocidad de enfriamiento.Recocido: Consiste bsicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitizacin (800-925C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. Tambin facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en fro y las tensiones internas.Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribucin uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.Tratamientos del aceroLos tratamientos termoqumicos son tratamientos trmicos en los que, adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicin qumica de la capa superficial, aadiendo diferentes productos qumicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmsferas especiales.Entre los objetivos ms comunes de estos tratamientos estn aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el ncleo ms blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosin.Cementacin (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentracin de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmsfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el ncleo.Nitruracin (N): al igual que la cementacin, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrgeno en la composicin de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525C, dentro de una corriente de gas amonaco, ms nitrgeno.Cianuracin (C+N): endurecimiento superficial de pequeas piezas de acero. Se utilizan baos con cianuro, carbonato y cianato sdico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950C.Carbonitruracin (C+N): al igual que la cianuracin, introduce carbono y nitrgeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amonaco (NH3) y monxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.Sulfinizacin (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por accin del azufre. El azufre se incorpor al metal por calentamiento a baja temperatura (565C) en un bao de sales. [htpp://es.wikipedia.org/wiki/tratmientostermicos]Descripcin de la prcticaTemplePrimero poner en 3 recipientes de acero inoxidable los aceros de 4-36, construccin, trasmisin y el DF2 solo habr en el recipiente que ser enfriado en agua, los 4 aceros en cada recipiente y cubrir con limalla de hierro.Poner los recipientes dentro del horno mufla, el horno debe de estar a una temperatura de 910C, luego dejar que pase 20 minutos para que la masa adquiera esa temperatura, cuando los aceros estn a esta temperatura sacar los recipientes del horno y se procede a enfriar las piezas estas sern enfriadas en agua, aceite, y a temperatura ambiente ya enfriados los aceros hacer las correspondientes mediciones de dureza.RevenidoUna vez enfriadas las piezas se hace un alivio de esfuerzos a estas, nuevamente colocamos las piezas en los recipientes no es necesario cubrirlas con limallas, entonces metemos los recipientes al horno con una temperatura de 600C y esperar que pase 30 minutos, pasado este tiempo sacamos los recipientes y enfriamos los aceros a temperatura ambiente ya enfriados los aceros hacer las correspondientes mediciones de dureza.Datos Obtenidos:REVENIDOENFRIAMIENTO: AGUATIEMPO DE ENFRIAMIENTO: 44 [s]

DF2ROCKWELL CCONSTRUCCIONROCKWELL ATRASMISIONROCKWELL A4-36ROCKWELL A

55322823

53292730

61282820

TEMPLEENFRIAMIENTO: ACEITETIEMPO DE ENFRIAMINTO: 100[s]

DF2ROCKWELL CCONSTRUCCIONROCKWELL BTRASMISIONROCKWELL B4-36ROCKWELL B

-786875

-767469

-757275

TEMPLEENFRIAMIENTO: AMBIENTETIEMPO DE ENFRIAMINETO: 900[s]

DF2ROCKWELL CCONSTRUCCIONROCKWELL BTRASMISIONROCKWELL B4-36ROCKWELL B

-696570

-686978

-726575

REVENIDO- AGUA

DF2ROCKWELL ACONSTRUCCIONROCKWELL ATRASMISIONROCKWELL B4-36ROCKWELL A

37287224

40277520

41347521

REVENIDO- ACEITE

DF2ROCKWELL ACONSTRUCCIONROCKWELL BTRASMISIONROCKWELL B4-36ROCKWELL B

-837177

-857173

-787775

REVENIDO- AMBIENTE

DF2ROCKWELL ACONSTRUCCIONROCKWELL BTRASMISIONROCKWELL B4-36ROCKWELL B

-806870

-846775

-796672

Datos Calculados:TRANFORMACIONES A ESCALA BRINELLTEMPLEENFRIAMIENTO: AGUATIEMPO DE ENFRIAMIENTO: 44 [s]

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELLTRASMISIONBRINELL4-36BRINELL

555777063

534716873

627707059

TEMPLEENFRIAMIENTO: ACEITETIEMPO DE ENFRIAMINTO: 100[s]

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELLTRASMISIONBRINELL4-36BRINELL

-144121137

-139135123

-137130137

TEMPLEENFRIAMIENTO: AMBIENTETIEMPO DE ENFRIAMINETO: 900[s]

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELLTRASMISIONBRINELL4-36BRINELL

-123116125

-121123144

-130116137

REVENIDO-AGUA

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELL ATRASMISIONBRINELL4-36ROCKWELL A

877013064

1086813759

1128013760

REVENIDO- ACEITE

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELLTRASMISIONBRINELL4-36BRINELL

-159127141

-165127132

-144141137

REVENIDO- AMBIENTE

DF2BRINELLCONSTRUCCIONBRINELLTRASMISIONBRINELL4-36BRINELL

-150121125

-162119137

-147117130

TRATAMIENTOVELOCIDAD DE CALENTAMIENTO

REVENIDOTIEMPO DE CALENTAMIENTO: 1200 [s]0.675[C/s]

TRATAMIENTOVELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO

REVENIDOENFRIAMIENTO: AGUATIEMPO DE ENFRIAMIENTO: 44 [s]18.41 [C/s]

TEMPLEENFRIAMIENTO: ACEITETIEMPO DE ENFRIAMINTO: 100[s]8.1 [C/s]

TEMPLEENFRIAMIENTO: AMBIENTETIEMPO DE ENFRIAMINETO: 900[s]0.9 [C/s]

Anlisis de datos:El acero DF2 despus del temple al ser enfriado en el agua sali trizado esto sucedi porque el enfriamiento fue brusco.CONCLUSIONES:El revenido mejora la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir la dureza, la resistencia mecnica y su lmite elstico. En el revenido se consigue tambin eliminar, o por lo menos disminuir, las tensiones internas del material producidas a consecuencia del temple.Al modificar la estructura cristalina, el temple provoca variaciones en las propiedades mecnicas y tecnolgicas del acero, algunas de ellas mejoran (dureza, y resistencia mecnica), mientras que otras, por el contrario empeoran (fragilidad, tenacidad y conductividad elctrica).Los factores que ms influyen en el temple son el tamao de la pieza, su composicin, su grano y el medio de enfriamiento adecuado.El acero DF2 despus del temple al ser enfriado en el agua sali trizado esto sucedi porque el enfriamiento fue brusco.En el acero de construccin no es necesario hacer el temple y el revenido ya que su dureza no cambia mucho.El factor que caracteriza a la fase de enfriamiento es la velocidad de enfriamiento mnima para que tenga lugar la formacin de martensita, sta se denomina velocidad crtica de temple.RECOMENDACIONES:Elevar la temperatura del horno lo mas lentamente posible para que la elevacin de la temperatura en la pieza sea uniforme.Utilizar cubrir con limallas de hierro fundido a las piezas antes de de someterlos a la temperatura de 910C ya que estas limallas tienen CO2 y evita que se quemen, oxiden y descarburen las piezas.BIBLIOGRAFA:Annual Bock of ASTM standards; Editorial Staff; (Bibliotheca general EPN)http://www.wikipedia.comhttp:// www. sabelotodo.org/hierro.html http:// www. monografas.com/trabajos16/manual-ingles.shtml http:// www. monografas.com/trabajos14/ciclos-quimicos.shtml#car

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