TEMPLE DE LOS ACEROS

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TEMPLE DE LOS ACEROS

  1. 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS” PRESENTAN: PRÁCTICA #8 “TEMPLE DE LOS ACEROS” ASUGNATURA: MATERIALES INDUSTRIALES Grupo: 1
  2. 2. ÍNDICE Página Introducción……………………………………………………………………………………….…3 Desarrollo……………………………………………………………………………………………..6 Prueba de Dureza………………………………………………………………………………….6 Prueba de Chispa……………………………………………………………………………..…..7 Tratamiento térmico…………………………………………………………………………...7 Conclusiones…………………………………………………………………………………………8 2
  3. 3. INTRODUCCIÓN TEMPLE: El temple es un tratamiento térmico que consiste en enfriar muy rápidamente, la mezcla austenitica homogénea, que tenemos después de calentar el acero, Con este enfriamiento rápido se consigue un aumento de dureza, ya que el resultado microscópico final es una mezcla martensítica. La temperatura de temple para los aceros hipoeutectoides son de 30-50 grados, por encima de esta temperatura, el grano de austenita crece mucho, obteniéndose austenita basta de baja tenacidad . El tiempo de enfriamiento debe de ser rápido pero solo en el intervalo de temperatura de 650400 grados, que es donde la austenita es menos estable , y es donde se forma la mezcla de ferrita y cementita , por encima de 650 grados la velocidad puede ser más lenta , pero no tanto que permita la precipitación de ferrita o la transformación de austenita en perlita , por debajo de los 400 grados comienza la zona de estabilidad de la austenita , y el enfriamiento puede volver a ser lento, y en el intervalo de 200300 grados, el enfriamiento debe de ser lento para evitar tensiones térmicas resultantes de un enfriamiento rápido. En los aceros hipereutectoides el temple se suele realizar con calentamiento de austenización incompleta, en la masa original caliente hay austenita y una cantidad de cementita y carburos aleados, después del enfriamiento se obtiene martensita y carburos, este proceso produce mejores resultados en la práctica industrial. Factores que influyen en el temple de los aceros son la composición, el tamaño de grano, el tamaño de las piezas. El estudio de las velocidades críticas del temple debe de hacerse con ayuda de las curvas de la “S” de enfriamiento continuo, las cuales reflejan la influencia de la composición sobre la velocidad de enfriamiento, al aumentar el porcentaje de manganeso y cromo, las curvas se desplazan hacia la derecha y por tanto las velocidades criticas del temple disminuyen. El tamaño de grano modifica la situación y forma de la curva “S”, en aceros de la misma composición , las velocidades del temple de grano grueso son menores que las velocidades de grano fino. El tamaño , volumen , y espesor de las piezas tiene gran importancia, ya que si enfriamos una pieza grande primero se enfría la superficie exterior rápidamente , pero las capas interiores tardan más , ya que el calor debe de atravesar las capas exteriores y estas capas tienen una conductividad limitada , con lo cual perfiles delgados enfrían antes que gruesos. El medio de enfriamiento también influye siendo este proceso por etapas , en la primera el acero al sumergirse en el líquido se forma una capa de vapor , al ser su temperatura muy alta, que rodea el metal , y el enfriamiento se hace por conducción y radiación a través de la capa gaseosa , siendo un enfriamiento muy lento. En la segunda etapa cuando desciende la temperatura de superficie del metal, la película de vapor va desapareciendo , pero el líquido hierve alrededor de las piezas y se forman burbujas que transportan el vapor por conducción. En la tercera etapa el enfriamiento lo hace el líquido por conducción y convección, cuando la diferencia de temperatura del líquido y la pieza es pequeña., con lo que el líquido influye en la velocidad según su temperatura de ebullición, su conductividad térmica , su viscosidad , su calor especifico y su calor de vaporización. La templabilidad de un acero es una propiedad que determina la profundidad y distribución de la dureza alcanzada al producirse un enfriamiento desde la zona austentinica. La templabilidad del hierro aumenta si se añaden aleantes , con lo que a más carbono más templabilidad , sin embargo también aumenta el volumen , con lo que el enfriamiento de la pieza no es homogéneo , y enfría antes en el exterior que en el núcleo , el cual no se podrá dilatar al enfriarse por la compresión ejercida por la pieza ya enfriada , 3
  4. 4. creándose unas tensiones de compresión en el interior y de tracción en la superficie que pueden llegar a romperla, con lo que hay que bajar el contenido en carbono , pero a su vez la empleabilidad baja , con lo que se crea una contradicción. Se considera que el temple de un acero es aceptable cuando la microestructura está formada por lo menos con un 50% de martensita, pero para conseguir las mejores características mecánicas en el producto final el porcentaje de martensita debe de estar entre el 50 y el 90 %. Existen muchos ensayos para determinar la templabilidad, pero el más utilizado es el ensayo Jominy, cuyos resultados se expresan como una curva de dureza frente a la distancia desde el extremo templado. Del estudio de estas curvas se puede observar que la máxima dureza que se consigue en el temple del acero es función del contenido en carbono, que la presencia de elementos De aleación en los aceros permite obtener durezas elevadas aun a bajas velocidades de enfriamiento , que pequeñas cantidades de elementos aleados convenientemente seleccionados , ejercen más influencia en la templabilidad que un gran porcentaje de un solo elemento. Si se realiza un temple mal, nos podemos encontrar con defectos en la pieza como una dureza insuficiente para nuestros propósitos, que se hayan formados puntos blandos , piezas con mucha fragilidad , descarburación , grietas etc. La dureza escasa y la formación de puntos blandos se explican por la falta de calentamiento, por no haber alcanzado la temperatura necesaria, o por no haber permanecido el suficiente tiempo en ella, la fragilidad excesiva es por un temple a temperaturas altas, etc. por lo cual hay que extremar los cuidados a la hora de iniciar un proceso de temple, y realizarlo correctamente, ya que son muchos los factores que pueden echar a perder las piezas , y que no sean válidas para nuestros propósitos. Existe un proceso llamado temple superficial que se usa para endurecer superficialmente ciertas piezas de acero conservando la tenacidad de su núcleo, el proceso consiste en calentar las capas superficiales a una temperatura superior a los puntos críticos y enfriar rápidamente siguiendo la sección de la pieza , como las diferentes capas interiores de la pieza se han calentado a diferentes temperaturas , se ha producido en la pieza diferentes temples, en la superficie el temple será completo , en el interior , incompleto , y en el centro inexistente. Hay diferentes métodos como el de calentamiento por llama oxiacetilénica , recomendado para piezas que por su forma o tamaño , no se pueden aplicar otros métodos ,la ventaja de este método es que se pueden templar incluso partes de una pieza , el método de inducción , que usa el flujo magnético creado por una corriente alterna de alta frecuencia que pasa por un inductor , la característica más importante de este método es que para cada forma de pieza Se le colocan unas espiras de una forma determinada, es el método mas empleado ya que no se quema el carbono, no se produce oxidación , y no se forma cascarilla , el inconveniente principal es que no se puede utilizar para piezas únicas , ya que hay que crear un inductor específico para cada forma. El horno que se utilizó fue uno de la marca THERMOLYNE Modelo no. F-D1525M 4
  5. 5. En base a la siguiente tabla supimos la temperatura a la que debe estar nuestro acero: 5
  6. 6. DESARROLLO Para realización de la siguiente práctica nosotros tenemos una barra de metal llamado D2 el cual va a pasar por un tratamiento térmico (temple) 1. Primero tomamos las mediciones y dureza del material. 2. Checamos en una tabla de colores según su temperatura. 3. Lo pasamos por un horno de fundición por un tiempo determinado. 4. Lo sacamos una vez que el D2 tenga un color entre amarillo y naranja . 5. El método por el cual lo enfriamos es de un modo brusco . 6. Puede ser por agua, aire o aceite en este caso . 7. Después de enfriarlo proseguimos a limarlo para quitarle lo quemado. 8. Tomamos dureza del material y lo pasamos por prueba de chispa y tenemos que el material en su mayor estructura cambia. Metal a Prueba D2  Prueba de Dureza (medida antes y después del tratamiento) Material RB RC D2 101 24 RC (Después del tratamiento) 81.6 Como podemos observar en la tabla la dureza del acero D2 aumento después del temple, y por consiguiente la chispa será más larga. 6
  7. 7.  Prueba de Chispa (Antes y después del tratado) ANTES (tratamiento) MATERIAL LONGITUD DE LA CHISPA OBSERVACIONES D2 5-3 CM La longitud no es tan larga y disminuye en ocasiones la chispa es delgada DESPUES (Tratamiento) MATERIAL D2 LONGUTUD DE LA CHISPA 10-15CM OBSERVACIONES La chispa aumento de una manera rápida y la chispa es muy delgada  Tratamiento térmico Con el horno precalentado a una temperatura de 911 grados Celsius se metió el material al horno. 7
  8. 8. Conclusiones: Mediante la realización de un tratamiento térmico en nuestro material el cual va a ser el temple en el D2 nosotros tomamos la dureza de nuestro material en RB y después nosotros buscamos en RC la dureza pasamos a lo que es la prueba de chispa en la cual observamos que es un chispa naranja y corta checamos en la tabla de colores a que color pertenece nuestro material según a la temperatura a la que la vamos a someter y procedemos a meter nuestra pieza D2 al horno aproximadamente 5 min. Y la enfriamos a través de aceite después seguimos a tomar dureza y observamos que es más dura y en la chispa aumenta su tamaño y cambia su color de esta manera podemos concluir que la realización de esta práctica es muy útil pues este es uno de los procesos más utilizados en las industrias por que los metales necesitan tratamientos para su uso y para algunos procesos mecánicos considero que la práctica nos ayuda a tener más nociones de conocimiento de los procesos y tratamientos térmicos. Bautista López Edgar La práctica realiza tiene como objetivo poner en práctica lo aprendido de los tratamientos de térmicos todo esto influye para que el acero tenga un buen soporte en la industria y todos los tratamientos son muy necesario para explorar las propiedades del acero pero también en la práctica realimentamos pruebas anteriores por ejemple la de chispa y también chacra su dureza rockwell en el tratamiento realizado nos marca diferentes características como el color su densidad la dureza también es factor para seleccionar la temperatura que tenemos que aplicar lo importante es la manera de enfriar el material por qué no todo el material se puede enfriar en el mismo recipiente y en este caso lo enfriamos en aceite el acero D2 después de calentarlo observamos que cambio todo las pruebas que con anterioridad le realizamos cambiaron tatamente des la prueba de chispa fue con la que mayor se presentó el cambio ,tuvimos que esperar con unos 15 min para que el D2 se caliente a su punto cada grado influye para que el acero nos de unos resultados deseamos en la pruebas Godínez Flores Oscar Brandon 8
  9. 9. En esta práctica realizamos un tratamiento térmico que fue el temple a un acero D2, para ello utilizamos un horno y nos guiamos por una tabla de colores que nos indicaba latemperatura que debía de tener el horno, después de haber realizado la prueba de chispa y de dureza al material observamos que la chispa es pequeña y casi nula, esta tiene una longitud aproximada de 3-5cm y es poca, mientras que en la dureza nos da un resultado de 101 en RB y en RC es de 24, se introdujo al horno el material a una temperatura de 900°C-1500°C , se dejó de 10 a 15 minutos, y su modo de enfriamiento fue por medio de aceite, ya que de otro modo, por ejemplo agua, se chisparía; después del tratamiento, se realizó de nuevo las pruebas y la de dureza resulto en RC 81.6, esto quiere decir que la dureza aumento, y también se observa al realizar la prueba de chispa, que está en comparación a la anterior es abundante y tiene una longitud de 10-15cm, vemos que después del temple nuestro acero D2 es mejor para reparaciones de maquinarias. Lugo Elizalde Mariana Citlalli 9

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