Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA Ciencia de los MaterialesINFORME DE LABORATORIO N 5TEMA: TRATAMIENTOS TERMICOS PROFESOR: LUIS SOSA JOS INTEGRANTES: CODIGO: CARBAJAL JARA WILDER JAVIER 20141237A OCHOA RIVAS DIEGO STEVEN 20142550E VALERA QUIROZ JOSE DANIEL 20140189C SECCION: C FECHA DE EXPERIENCIA:22/06/15 FECHA DE ENTREGA:04/07/15 LIMA - 2015 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 2 INDICE Contenido INTRODUCCION ................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 4 FUNDAMENTO TEORICO ..................................................................................................................... 4 DESCRIPCIN DE LOS EQUIPOS ........................................................................................................... 5 DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO ................................................................................................... 6 CUESTIONARIO DE TRATAMIENTOS TERMICOS .................................................................................. 8 CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 14 RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 14 BIBLIOGRAFA: ................................................................................................................................... 14 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 3 INTRODUCCION En este trabajo trataremos de explicar los tratamientos trmicos y su aplicacin, pero tal vez usted se pregunte Qu es un tratamiento trmico?, a continuacin se explicara que es. El cambio o modificacin de las propiedades de un material con calentamiento y enfriamientocontroladosedenominatratamientotrmicoyesuntrmino genricoqueincluyelos procesos dereblandecimiento,endurecimientoy tratamientodesuperficies.Elendurecimientoabarcaprocesoscomotemplado demartensita,templadodeaustenitayendurecimiento.Estosprocesosse efectan para aumentar la resistencia y dureza, mejorar la ductilidad, cambiar el tamao de granos y composicin qumica, mejorar la facilidad de trabajo, liberar esfuerzos,endurecer herramientas ymodificarlaspropiedadeselctricasy magnticasdelosmateriales.Comotodosestosprocesosimplicancambios o modificacionesenla estructura delmaterial,senecesitanconocimientos de metalurgia odefsico-qumicaparaconocerlosafondo.Portanto,solose describirn los aspectos sencillos de estos procesos Leer ms: http://www.monografias.com/trabajos82/tratamientos-termicos/tratamientos-termicos.shtml#ixzz3et1haStj Tratamientos trmicos UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 4 OBJETIVOS Conocer las distintas maneras de alterar las estructuras de diversos materiales, hacindolos ms duros o blandos segn nuestras conveniencia Observar que es lo que ocurre cuando se calienta un material por arribade la temperaturacrticayloquesucedecuandoseleenfraadiferentes velocidades. FUNDAMENTO TEORICO Tratamientos trmicos del acero I.Eltratamientotrmicoenelmaterialesunodelospasosfundamentales paraquepuedaalcanzarlaspropiedadesmecnicasparalascualesest creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado slido para cambiar sus propiedades fsicas. Con eltratamientotrmicoadecuadosepuedenreducirlosesfuerzosinternos, eltamaodelgrano,incrementarlatenacidadoproducirunasuperficie 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. II.Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba untratamientotrmicoesrecomendablecontarconlosdiagramasde cambiode fasescomoeldehierro-carbono.En este tipo de diagramasse especificanlastemperaturasenlasquesucedenloscambiosdefase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos. III.Los tratamientos trmicos han adquirido gran importancia en la industria en general,yaqueconlasconstantesinnovacionessevanrequiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensin. Los principales tratamientos trmicos son: a.Temple:Sufinalidadesaumentarladurezaylaresistenciadel acero. Para ello, se calienta el acero auna temperatura ligeramente ms elevada que la crtica superior Ac (entre 900-950 C) y se enfra UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 5 luego ms o menos rpidamente (segn caractersticas de la pieza) en un medio como agua, aceite, etctera. b.Revenido:Sloseaplicaaacerospreviamentetemplados,para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la durezayaumentarlatenacidad.Elrevenidoconsiguedisminuirla durezayresistenciadelosacerostemplados,seeliminanlas tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue bsicamente deltempleencuantoatemperaturamximayvelocidadde enfriamiento. c. Recocido:Consistebsicamenteenuncalentamientohastala temperaturadeaustenizacin(800-925C)seguidodeun enfriamientolento.Conestetratamientoselograaumentarla elasticidad,mientrasquedisminuyeladureza.Tambinfacilitael mecanizadodelaspiezasalhomogeneizarlaestructura,afinarel granoyablandarelmaterial,eliminandolaacritudqueproduceel trabajo en fro y las tensiones internas. d.Normalizado:Ausenciadetensionesinternasyconunadistribucin uniformedelcarbono.Sesueleemplearcomotratamientoprevioal temple y al revenido DESCRIPCIN DE LOS EQUIPOS 1)Probetasdeacero:SondeaceroSAE1040primerosontratadasporel ensayometalogrficoluegosonpuestasdentrodeunhornopara calentarlas y hacerles los diferentes tratamientos. Se utilizaron 3 probetas. 2)Horno:Espequeoconunacapacidadparalas3probetas,poseeuna manijaalladoderechoparalevantarlatapafrontalyextraerlasprobetas as como un indicador electrnico que mide la temperatura interna. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 6 3)Agua: Usada para el temple. 4)Aceite: Usada para el temple. 5)Microscopio:Usadoparaobservarlasuperficiedelasprobetasluegode haber sido tratadas trmicamente. 6)Guantes especiales para altas temperaturas, pinzas, etc. DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO Primerosecalientanlasprobetasdeaceroaunatemperaturade850Cy se deja a esta temperatura un tiempo de permaneca adecuado. Luego se procede al enfriamiento de las probetas a diferentes velocidades segn el proceso a utilizar. Paraeltemple(velocidadaltadeenfriamiento)seutilizcomomediode enfriamientoelaguayelaceite.Laprobetaseintroduceenelaguaoelaceite mientras se agita vigorosamente. Para el normalizado (velocidad media de enfriamiento) se dej la probeta al medio ambiente (aire quieto) Yparaelrecocido(velocidadbajadeenfriamiento)seenfrienelhornomuy lentamente. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 7

Normalizado 200x1 Recocido 200x1 Templado en agua y Revenido 150 C 200x1 por 30 minutosTemplado en agua y Revenido 450 C 200x1 por 30 minutos Temple en aceite 200x1Temple en agua 200x1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 8 CUESTIONARIO DE TRATAMIENTOS TERMICOS 1.Qu factores influyen en la templabilidad de los aceros? 2.Cmo influye el porcentaje de carbono en las temperaturas de inicio y fin de la transformacin de la martensita, en el diagrama TTT? 3.Cmoinfluyenloselementosdealeacinenlosdesplazamientosdelas regiones de transformacin de los aceros en el diagrama TTT? 4.Culesla diferenciaentreeldiagrama TTTodiagramadetransformacin a temperaturaconstanteyeldiagramadetransformacindeenfriamiento continuo para los aceros? 5.Quetapasseproducenduranteelrevenido,questructuraseformaal realizar un revenido por encima de 400 C? 6.Mostrar los diagramasTTT para un acero eutectoide, un acero hipoeutectoide y un acero hipereutectoide, indicar cuales son las diferencias ms importantes entre ellas. 7.SabiendoquelatemperaturadetempleesT=Ac3+50C,Calcularla temperatura para un acero SAE 1035 8. Sesabequelaregincentraldeunaprobetacilndricadeaceroalcarbono con0.35%C,de12mmdedimetrotiene80%demartensita,Calcularla dureza HRc de esta regin central. 9.Calculareltiempodecalentamientoparaeltempledeunapiezacilndrica anularde3.5pulgadasdelongitudcondimetroexternode3.5pulgadasy dimetro interno de 2.0 pulgadas. 10. Describir la transformacin martenstica. Mostrar grficos. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 9 1)Qu factores influyen en la templabilidad de los aceros? - La composicin qumica del acero El contenido de carbono Un incremento del contenido de C en un acero aumenta fuertementesudurezaysutemplabilidad.Sinembargo,unalto%deCno siempre es deseable. Una alternativa para aumentar la dureza de un acero de bajo C es aadir elementos de aleacin - Del tamao del grano austentico El tamao de grano de la austenita Grano muy fino tiene mucha rea delmite de granoquefacilitalanucleacindeferritayperlita,disminuyendolatemplabilidad del acero. Grano grande no es deseable porque reduce la ductilidad final del acero yaumentalatendenciaalagrietamientoeneltemple,aspues,noesbuena prctica hacer crecer el grano austentico - De la estructura del acero antes del temple 2)Cmo influye el porcentaje de carbono en las temperaturas de inicio y fin de la transformacin de la martensita, en el diagrama TTT? Latemperaturaenlacualseinicialatransformacindeaustenitaamartensita, bajo enfriamiento, se conoce como temperatura de inicio de martenstico, Ms, y la temperaturaalacualfinalizadichatransformacinsellamatemperaturade acabadomartenstico,Mf.LatemperaturaMsparaaleacionesFe-Cdisminuyea medida que el porcentaje en peso de carbono aumenta en esas aleaciones, como se muestra en la siguiente figura. Porcentaje de carbono en peso UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 10 3)Cmo influyen los elementos de aleacin en los desplazamientos de las regiones de transformacin de los aceros en el diagrama TTT? Losdiversoselementosdecontenidosenunaaleacinhacenquela temperaturadeldiagramadefases 3aumenteodisminuya.Tantoel manganeso como el nquel hacen que la temperatura disminuya y actan como elementos estabilizadores de austenita que agrandan la regin austentica del diagrama de fase 3. Enalgunosacerosconsuficientescantidadesdenquelomanganeso,la estructura austentica puede obtenerse a temperatura ambiente. Los elementos formadoresdecarburo,comoeltungsteno,Molibdenoyeltitanioelevanla temperatura eutectoide del diagrama de fases 3 a valores ms altos y reducen el campo de la fase austentica. 4)CulesladiferenciaentreeldiagramaTTTodiagramade transformacinatemperaturaconstanteyeldiagramade transformacin de enfriamiento continuo para los aceros? Enlasoperacionesindustrialesabasedetratamientocalrico,lamayorade las veces el acero no transforma isotrmicamente a una temperatura superior a la temperatura inicial de martensita, sino que se enfra continuamente desde la temperatura ambiente. En un acero al carbono simple bajo enfriamiento continuo, la transformacin de austenita a perlita se produce en todo un rango de temperatura y no a una sola temperatura isotrmica. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 11 5)Qu etapas se producen durante el revenido, qu estructura se forma al realizar un revenido por encima de 400 C? Cuandolosacerosserevienenenelrangode200a300C,laformacindel precipitado se asemeja a unas varillas. A temperaturasde revenido ms altas, de400a700C,loscarburosenformadevarillassecolapsanparacrear partculas esfricas. 6)MostrarlosdiagramasTTTparaunaceroeutectoide,unacero hipoeutectoideyunacerohipereutectoide,indicarcualessonlas diferencias ms importantes entre ellas. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 12 Eneldiagramadeacerohipoeutectoideapareceunalneamsde transformacinenlapartesuperiorizquierdaquecorrespondealalneade precipitacin de la ferrita AC3

Eneldiagramadeacerohipereutectoideseobservaunalneamsde transformacinalaizquierdaenlapartesuperior,queeslainiciacindela transformacindeaustenitaencementita.EntrelastemperaturasACmyAC123 slo se transforman austenita en cementita. 7)Sabiendo que la temperatura de temple es T = Ac3 + 50 C, Calcular la temperatura para un acero SAE 1035 8) Sesabequelaregincentraldeunaprobetacilndricadeaceroal carbono con 0.35 %C, de 12 mm de dimetro tiene 80 % de martensita,Calcular la dureza HRc de esta regin central. Diagrama para Acero Hipoeutectoide-Hipereutectoide (Superposicin) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 13 9)Calculareltiempodecalentamientoparaeltempledeunapieza cilndrica anular de 3.5 pulgadas de longitudcon dimetro externo de 3.5 pulgadas y dimetro interno de 2.0 pulgadas. 10) Describir la transformacin martenstica. Mostrar grficos. MARTENSITA Eselconstituyentedelosacerostemplados,estconformadoporunasolucin slidasobresaturadadecarbonoocarburodehierroenferritayseobtienepor enfriamiento rpido de los aceros desde su estado autntico a altas temperaturas. Elcontenidodecarbonosuelevariardesdemuypococarbonohastael1%de carbono,suspropiedadesfsicasvaranconsucontenidoencarbonohastaun mximo de 0.7%C. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Pgina 14 CONCLUSIONES 1)Enlaexperienciasehanpodidoapreciarlosmtodosdetemplado, recocido y revenido en las probetas de acero y se ha visto como influyen en las propiedades mecnicas de dichas probetas. 2)En la experiencia se han podido observar las diferentes formas de variar las propiedadesmecnicasdeunacerohipoeutectoidealsersometidoalos diferentes tratamientos trmicos. 3)Lostratamientostrmicossonesencialesenlacienciadelosmateriales porquenospermitenvariarlaestructuracristalinadelmetalatratar, obteniendo de este modo obtenemos un material con una mayor resistencia quelamatrizoriginalmedianteelnormalizado,recocido,templadoy revenido. 4)LosdiferentestratamientostrmicosempleadosparaelaceroSAE1035 son: Normalizado: nos permite pasar todo el metal al estado austentico. Recocido: nos permite ablandar el material para poder tratarlo mejor. Temple:nospermitetransformartodolamasadelaceroesaustenita seguidodeunenfriamientolosuficientementerpidoparatransformarla austenita en martensita RECOMENDACIONESSerecomiendarealizarelensayodetratamientostrmicosconguantesy pinzas de proteccin para retirar las probetas del horno. Se recomienda realizar el ensayo en un ambiente aislado para evitar el olor de las probetas al templarse BIBLIOGRAFA: Fundamentos de ciencias de los materiales William Smith Donald R. Askeland, Ciencia e ingeniara de los materiales.