UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE FISICO-MECÁNICAS ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE MA MATERIALES TERIALES GRUPO H2 Presentad a! MIGUEL ANTONIO AGUDELO In"# MECÁNICO Presentad $r! EMERSON A RO%AS RUI& %UAN %UA N CARLOS CARLOS ANTOLINE& 'ACERO ()(*+ BUCARAMANGA 2*)(-)
ACERO ()(* Es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto y con buenas características de estabilidad en caliente hasta 400°C. Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento térmico.
COMPOSICI,N UÍMICA Segn la norma !S"# !$% este es el contenido de sustancias &uímicas para el !cero 4'40, en porcenta(e del peso )0.*+ 0.4*- Carbono )0./ 1 '.00 - #anganeso )0.+0 1 '.'0 - Cromo 2ncrementa la resistencia y tenacidad de la ferrita
)0.' 1 0.$ - #olibdeno 2ncrementa la templabilidad )0.' 1 0.* - Silicio )0.04 - 3osforo m5. )0.0 - !6ufre m5.
78972E:!:ES #EC;<2C!S D.re/a $/ *$0 => ?$% 1 *4 =8c@ Es0.er/ a 1a .en34a A%0 #7a ?'00 BS2@ Es0.er/ 56745 %00 '00 #7a ?'*0 '$ BS2@ E1n"a348n 59n45a '$Red.3348n de 6rea 59n45a 0-
os aceros con molibdeno son menos susceptibles al fragili6ado debido al reDenido, &ue los dems aceros aleados. os aceros al Cromo#olibdeno ?serie 4'55@ son relatiDamente baratos y poseen buenas características de endurecido profundo, de ductilidad y de capacidad para soldarse.
!plicaciones Se utili6a generalmente en estado bonicado a una resistencia a la tracción entre %00 y '00
2ndustria automotri6
7artes para ma&uinas
7ie6as for(adas
2ndustria petrolera
E
ENSA:O DE TRACCI,N SIN TRATAMIENTO T;RMICO
ANALISIS DE DATOS PRUEVA DE TRACCION ACERO INGENIERIL SAE 4140 SIN TRATAMIENTO TERMICO Datos iniciales:
φ i l i
99,6mm
=
Ai
2,0106cm 2
=
φ f l f
16mm
=
=
=
A f
11,62mm
107,5mm
=
1,0604cm 2
Datos de la c!"a σ LP = 14523,02795
σ U = 17407,739
kg cm 2
kg cm 2
σ Rot = 14423,5552
kg cm 2
ε lp= 0,0387
ε u= 0,0699
mm mm
mm mm
ε rot = 0,1038
mm mm
ES#UER$O VS DE#ORMACION 20000 18000 16000 14000 12000 ES#UER$O %)*+(c',-&
10000 8000 6000 4000 2000 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
DE#ORMACION %Ԑ1& %''(''&
0.1
0.12
Modlo de !esiliencia 16000 14000
f(x) = 399654x - 919.17
12000 10000 ES#UER$O%)G(CM,-&
8000 6000 4000 2000 0 0
0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 DE#ORMACION %''(''&
σ lp
U r =
σ lp
∫ σ
( ε )
d ε =
∫ ( 399654x - 919,17)d ε =
0
U r = 263,7
0
kgcm cm 3
Modlo de End!eci'iento 18000 17500
f(x) = 101079.45x + 11092.51
17000 16500 16000 ES#UER$O%)G(CM,-& 15500 15000
14500 14000 13500 13000 0.04 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08 DE#ORMACION %''(''&
σ u
U e =
∫ σ
( ε )
σ u
d ε =
σ lp
U e = 516,4451
∫ ( 101079x + 11093) d ε =
σ lp
kgcm cm3
Modlo de #!a*ilidad 20000 18000 f(x) = - 1896361.53x^2 + 241335.28x + 9631.27
16000 14000 12000 ES#UER$O%)G(CM,-&
10000 8000 6000 4000 2000 0 0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
DE#ORMACION %''(''&
σ rot
U f =
∫
σ rot
σ (ε ) d ε =
σ u
U f = 519,1400
∫
( - 2x106 X 2 + 241335X + 9631,3)d ε =
σ u
kgcm cm3
Modlo de Tenacidad 20000 18000 16000 14000 12000 ES#UER$O %)*+(c',-&
10000 8000 6000 4000 2000 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
DE#ORMACION % Ԑ1& %''(''&
σ rot
U t =
∫ σ
( ε )
d ε = U r + U e + U f =
0
U t = 1299,2851
kgcm 3
0.1
0.12
Porcentaje de reducc!n de "rea# % R. A =
Ai − A f A f
*100 =
2,0106 − 1.0604 2,0106
*100
% R. A = 47,2595
$%on&ac!n# % El =
L i − L f L f
% El = 7,877
*100 =
99,65 − 107,5 99,65
*100
Fa11a de 1a $r
TRATAMIENTO T;RMICO APLICADO TEMPL E
Tie'.o /Min
Te'.e!at! a /C
0
0
20
850
30
850
45
0
900 800 700 600 500 Te'.e!at!a /C 400 300 200 100 00 0
'e%e 230
230
20
30
Tie'.o /'in
0 45
REVENIDO *eendo
Tie'.o /Min Te'.e!at!a /C 0 20
0 500
600 500 400 Te'.e!at!a /C 300
200
70
500
120
0
100 0 0
20
70
Tie'.o /Min
120
ENSA:O DE TRACCI,N CON TRATAMIENTO T;RMICO
ANALISIS DE DATOS PRUEA DE TRACCION ACERO INGENIERIL SAE 4140 CON TRATAMIENTO TERMICO Datos iniciales:
φ i l i
=
=
Ai
100mm 2,0257cm 2
=
φ f l f
16.04mm
=
=
A f
12.03mm
116.03mm
=
1.1366cm 2
Datos de la c!"a σ LP = 6713.73
σ U = 8836.45
kgf cm 2
kgf cm 2
σ Rot = 15484.78
kgf cm 2
ε lp= 0.01828
ε u= 0.12065
mm mm
mm mm
ε rot = 0,1676
mm mm
Es+e!5o "s De+o!'acion 10000 9000 8000 7000 6000 5000 7 /)*+(C'8 4000 3000 2000 1000 0
0
0.02
0.04
0.06
0.08 61 /''(''
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
Modlo de !esiliencia 8000 7000
f(x) = 409441.21x - 429.49
6000 5000
7 /)*+(C'8
4000 3000 2000 1000 0
0
0
0
0.01
0.01
0.01
61 /''(''
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
10000
Modlo de end!eci'iento
9000 f(x) = - 264864.14x^2 + 60832.31x + 5332.06 8000 7000 6000 5000 7 /)*+(C'8 4000 3000 2000 1000 0
0
0.02
0.04
0.06 61 /''(''
0.08
0.1
0.12
0.14
Modlo de +!a*ilidad 8900
8850
f(x) = 46467.34x^2 - 16555.56x + 10179.42
8800
8750 7 /)*+(C'8
8700
8650
8600 0.11
0.12
0.13
0.14 0.15 61 /''(''
0.16
0.17
0.18
Modlo de tenacidad 10000 9000 8000 7000 6000 5000 7 /)*+(C'8 4000 3000 2000 1000 0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
61 /''(''
1296.42
0.12
0.14
0.16
0.18
Fa11a de 1a $r
5$ara348n Dats Con " " Sin " " S . L. P = 14523,02795 S .U = 17407,739
kg cm 2
kg
cm 2 kg S . Rot = 14423,5552 cm 2
% R. A = 47,2595 % Elongacion = 7,877 % R. A
U r U e U f
=
=
=
263,7
kgcm
cm3 kgcm 516,4451 cm3 kgcm 519,1400 cm3 kgcm
=
43.8910
% Elongacion = 13.815 U r
=
60.6144
U e
=
823.865
U f U
=
=
kgcm cm 3 kgcm cm 3 kgcm
411.9409
1296.42
cm 3 kgcm
