Tratamientos trmicosG. JIMNEZ, J. MIRANDA, J. REYES, D. MEDINALABORATORIO DE INGENIERA DE LOS MATERIALES, DIVISIN DE CIENCIAS BSICAS E INGENIERA, UNIVERSIDAD AUTNOMA METROPOLITANA-AZCAPOTZALCO. SAN PABLO XALPA 180, COL. REYNOSA TAMAULIPAS. C.P 02200 MXICO, DF jimtrege04@gmail.comResumen:Abstract:

Introduccin:Acero 8620Acero de baja aleacin especialmente diseado para endurecimiento superficial por medio de la cementacin, Tiene una excelente forjabilidad y soldabilidad. Su maquinabilidad es buena. Responde fcilmente al tratamiento trmico.De esta manera, realizando un anlisis qumico tpico, podemos encontrar que existe un porcentaje de: Carbono 0.20% Manganeso 0.80 % Fsforo 0.035% Azufre 0.40% Silicio 0.25% Cromo 0.50% Nquel 0.55% Molibdeno 0.20%

Sus principales aplicaciones son:Flechas de transmisin y engranes para maquinaria, Ampliamente usado en partes donde se requiere una superficie dura y un ncleo tenaz.Industria automotriz: Piones para diferencial, engranes de caja de transmisin, Tornillos sinfn de direccin, rbol de levas y rodamientos. [1]Tratamientos trmicos.El Tratamiento Trmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecnicas.[2]; el objetivo principal de estos tratamientos es proporcionar caractersticas especiales a cada uno de los materiales, para que de esta manera, su uso final sea ms provechoso.Una caracterstica muy importante de estos procesos, es que no se altera la composicin qumica del material, pero s otros factores tales como la estructura o el tamao de grano y de esta forma sus propiedades mecnicas.De esta manera los tratamientos trmicos, pueden dividirse en volumtricos o superficiales. Los primeros afectan las propiedades de toda la pieza tratada y se dividen en tratamientos trmicos continuos e isotrmicos (denominados tambin totales); los segundos, slo afectan las propiedades de la superficie [3] y algunos de ellos modifican la estructura de los mismosPara que exista un buen tratamiento trmico, es necesario que el material se someta por tres etapas.Para este ejemplo se va a mencionar el acero, que es el que se trabaj, de esta manera, Calentamiento hasta la temperatura fijada: Esto involucra que la temperatura en toda la pieza debe de ser uniforme. Permanencia a la temperatura dada: Su fin es la completa transformacin del constituyente estructural de partida. Enfriamiento: Este proceso, tiene que ser rigurosamente controlado en funcin del tipo de tratamiento que se realice.[4]De esta manera, para los aceros, se tiene que llegar a la etapa de autenizacin, esto implica una temperatura, la cual se forme de manera ms o menos homognea, la fase austenita, esto es mediante la experimentacin, que se logra la temperatura ms acertada, de esta manera slo tenemos dos variables, la forma de la pieza y el medio templante. El tiempo de sostenimientos para los mismos, pueden varias dependiendo de la composicin de carbono que tienen cada uno, de esta forma para los aceros ordinarios y estructurales de baja aleacin podemos obtener la siguiente ecuacin.

Donde

Esto es para espesores menores a si la seccin es mayor, el tiempo mnimo es media hora, y en general la formula emprica es:

Donde Por otro lado los aceros de baja aleacin requieren un tiempo definido de permanencia con el fin de asegurar la dureza necesaria. El mnimo debe de ser de 5 minutos y el mximo de una hora. [5]Tratamientos trmicos- Temple Es un tratamiento trmico que tiene por objeto aumentar la dureza, resistencia mecnica del material, transformando toda la masa en Austenita con el calentamiento y despus enfriado bruscamente, construyndose as la martensita que es el constituyente duro de los aceros templadosExisten varios tipos de temple y se clasifican en funcin del resultado que se quiera obtener, y en funcin de la propiedad que presentan casi todos los aceros, llamada, templabilidad. [6]De esta forma podemos obtener una grfica de temperatura vs tiempo, la cual se muestra en la fig. 1Figura 1: Muestra grosso modo, la variacin de la temperatura con respecto al tiempo en el templado.

Tratamientos trmicos- RecocidoEs un mtodo, el cual consiste en calentar un material metlico a temperatura elevada, durante largo tiempo, con el objeto de bajar la densidad de dislocaciones, y de esta manera impartir ductilidad. Consiste en un calentamiento, y mantener durante tiempo prolongado la temperatura, y despus disminuir la temperatura, de manera controlada. (fig. 2)Existen diferentes tipos de recocido. De ablandamiento: Es un tratamiento para reducir la dureza de un material, esto hace que la temperatura de calentamiento, oscile entre los 650C y los 750C, dejando enfriar durante 3 o 4 horas [7] Recocido para alivio de tensiones: Este tipo de recocido se aplica para eliminar los esfuerzos presentes en un material, ya que al realizarse un trabajo mecnico, podemos hablar que se generan tensiones en las mismas, de esta forma al calentarse el material se eliminan las mismas y ayudan a disminuir la distorsin.[8]Figura 3: Muestra grosso modo, la variacin de la temperatura con respecto al tiempo en el revenido, que es un proceso que ayuda a quitar la dureza del material.

Figura 2: Muestra grosso modo, la variacin de la temperatura con respecto al tiempo en el recocido, que a diferencia del templado, es mucho ms lento el proceso de enfriamiento .

Tratamientos trmicos- RevenidoEs un proceso que contina con el templado, consiste en calentar una pieza templada, por periodos del orden de 1 a 3 horas a temperaturas menores que la de austenizacin, de esta manera le elimina al material la dureza del mismo, para que pueda ser trabajado de mejor manera. (Fig. 3)

Tratamientos trmicos NormalizadosConsiste en un calentamiento, de piezas ligeramente elevadas de la temperatura crtica, la velocidad por lo general es a temperatura ambiente, de esta forma se logra en enfriamiento lento.Este tratamiento es muy bueno para los aceros de bajo carbono, de esta manera mejorarn sus propiedades mecnicas.Desarrollo Se desarroll la prctica en dos partes, la primera fue que mediante una segueta convencional, se cort 7 trozos de acero 1018, de esta forma se trat de tener un corte uniforme de los pedazos de acero, estos no superaban los 5 cm de longitud, de esta manera se dej que enfriasen los mismos, para que de esta manera pudisemos trabajarlos.Despus con una cortadora marca METKON Modelo METACUT-M-250 se cortaron segmentos de tamao similar, pero de acero 1045, estos fueron cortados de manera sistemtica por la mquina.Mediante la ayuda de los tcnicos, se precalentaron dos hornos de resistencia, cuyo modelo, por cuestiones de seguridad, no pudo ser observado.De esta forma se precalentaron a 800C y a 600C los hornos y se coloc 3pruebas de cada tipo de acero, de ese estilo, en cada uno de los hornos.Despus de ello se esper a que pasaran 40 minutos, los cuales nos ayudaron a que se calentaran uniformemente las piezas de metal.En el horno donde yaca la temperatura a 800C, fue abierto y mediante el uso de pinzas, se sac de manera muy rpida, las piezas de acero, y fueron sumergidas y agitadas en agua a temperatura ambiente. As fue como se realiz el temple de todas las piezas, procurando que se obtuviera un sonido muy caracterstico.Por otra parte en el horno de 600C, de igual manera se trat durante 40 minutos, pasado el tiempo se sacaron y se comenzaron a dejar enfriar pero de esta manera a temperatura ambiente y con el flujo de aire.Despus se procedi a ir al laboratorio para observar las medidas de dureza de cada una de las probetas.Los resultados fueron los siguientes. Para el templado, en una escala HRC, para el acero 1018 nos dio en la probeta testigo, un valor de 6.5, y para las templadas valores de 75.2, 49.7 y 59.9, dndonos como resultado una mayor dureza en el temblado, lo que corrobora la hiptesis marcada de que el tembl aumenta la dureza del acero.Para el acero 1045, nos dio en el valor de la probeta testigo, un valor de 51.0 en la misma escala de HRC, de esta forma en las templadas valores de 89.9, 91.2 y 90.1, de igual manera comprobando que la hiptesis acerca del temple, es correcta.Por cuestiones de tiempo, no se pudo comprobar la dureza del normalizado, lo que hace que no se compruebe la hiptesis planteada en la teora.Conclusiones.El temple es una de la de las tcnicas de dureza, lo que la hace ideal para aumentar esa caracterstica en los aceros. Al aumentar su dureza podemos nosotros tratarla de alguna manera diferentes (como un revenido) para aumentar, de igual manera, su resistencia. [1]http://www.acerosfortuna.com.mx/hojas_tecnicas/aceros_de_baja_aleacion/8620.pdf [2] Tratamiento trmico protocolo Ed. 2008-2, Escuela Colombiana de Ingeniera Julio Gravito, Laboratorio de produccin.[3]http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/clase9ttteoria.pdf [4] Aceros estructuras y tratamientos trmicos Felipe Daz del Castillo Rodrguez, UNAM 2012.[5] http://www.utp op. cit.[6] Id.[7]http://es.wikipedia.org/wiki/Recocido#Recocido_de_ablandamiento [8]http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/aceros%20estructuras%20y%20tratamientos%20termicos.pdf