CEMENTACION CEMENTACION SOLIDA
WILLIAM AUGUSTO ALDANA VERA
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2016
CEMENTACION SOLIDA
WILLIAM AUGUSTO ALDANA VERA
ING. MONICA MELGAREJO RINCON Laboraor!o "# raa$!#%o& #r$!'o&
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2016
TABLA DE CONTENIDO
Contenido 2. OBJETIVOS.
5
2.1
OBJETIVO GENERAL.
5
2.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS.
5
3. MARCO TEORICO.
6
3.1
CEMENTACION SOLIDA.
6
3.1.1 Cementación sólida o en caja
6
.1 TAMA!O DE GRANO
"
.2 FASES PRESENTES
#
5. D$RE%AS.
&
6. ANALISIS DE RES$LTADOS.
1'
". CONCL$SIONES.
11
1. INTRODUCCION.
La cementación sólida de aceros comprende transformaciones de fase y por lo tanto, el cambio de las propiedades del acero, que se consiguen mediante el calentamiento hasta una determinada temperatura durante cierto tiempo y un posterior enfriamiento. El tratamiento térmico de cementación sólida es una operación muy importante en el ciclo tecnológico de preparación de muchas piezas sometidas a esfuerzos, desgaste, fricción y tenacidad. Solamente con ayuda del tratamiento térmico se pueden obtener altas propiedades mecánicas del acero que garantizan un trabajo normal de los elementos modernos de las máquinas y herramientas. on esta práctica se pretende mejorar la dureza superficial del acero a tratar y !er el grosor de la capa cementada seg"n el tiempo de cementación que se propone en la práctica.
2. OBJETIVOS. 2.1 OBJETIVO GENERAL. #lcanzar una mayor dureza e$terna de la probeta de acero mediante el tratamiento térmico de cementación sólida.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS. -
-
%btener una capa cementada por medio de !iruta y carbón pul!erizado. %btener las micrograf&as antes y después del tratamiento para !er el cambio micro estructural del acero al someterlo a este tratamiento. 'omar un barrido de durezas antes y después del tratamiento para conocer en que partes cambio la dureza del material. onocer cómo se realiza una cementación sólida y que elementos se pueden utilizar para incrementar el contenido de carbono superficial de la probeta.
(. MARCO TEORICO. (.1 CEMENTACION SOLIDA. Entre los procesos de cementación encontramos tres tipos, los cuales dependerán e$clusi!amente de las dimensiones de las piezas a cementar, las caracter&sticas y propiedades f&sicas que se deseen, y los costos que implica la cementación. Estos tres tipos son( ementación sólida o en caja. ementación en ba)os de sales. ementación en gas.
(.1.1 C#$#%a'!)% &)*!"a o #% 'a+a Se utilizan di!ersas materias para suministrar el carbono que ha de absorber el acero durante la cementación. Las más empleadas suelen ser el carbón !egetal, el negro animal, huesos calcinados, cuero, co*e, etc. +ezclados con carbonatos de bario, calcio yo sodio-acti!adores. Este proceso se lle!a a cabo cubriendo la pieza con un pol!o de cementar -toda la superficie, y luego esta se introduce dentro de una caja de acero resistente a altas temperaturas se tapa y es sellada herméticamente con barro refractario y luego se introduce en el horno para que las reacciones sucedan. La cementación en caja es aplicada a piezas de gran tama)o, es recomendada para aquellas piezas que posteriormente no serán templada sin mediatamente, también en este tipo de cementación se adquieren piezas con un gran espesor de capa dura -superiores a /,0 mm.Es importante que el carbón este bien seco, porque peque)as trazas de humedad, pueden dar lugar a descarburaciones locales y luego a puntos blandos en las piezas después del "ltimo temple. La transferencia del carbono al acero, se da por medio de los gases que se desprenden al calentarse la mezclas cementantes a altas temperaturas, siendo en estos procesos el o$ido de carbono el principal agente carburante. El é$ito de la cementación, depende de gran parte dela amplitud del medio carburante para suministrar y rodear la superficie del acero con carbono, en un estado que se pueda llamar acti!o, de tal manera que la absorción por el acero se efect"e rápidamente. El carbono naciente que se forma en el interior de las cajas de cementación al descomponer el o$ido de carbono, se encuentra en un estado muy fa!orable para que se produzca la cementación. 1eacciones qu&micas in!olucradas. El proceso de cementación por carbón !egetal, co*e, etc. El carbón a ele!ada temperatura, en contacto con el o$igeno del aire que hay siempre en el interior de las cajas, da o$ido de carbono -% seg"n la siguiente reacción.
,. TAMA-O DE GRANO.
,.1 TAMA-O DE GRANO '1#2S3E1S#L #2'ES 4EL '1#'#+5E2'%
4ES67ES 4EL '1#'#+5E2'%
Fig 1.1. Micrografía 100x 1020, Fuente !utor
Fig 1.2. Micrografía 100x 1020, Fuente !utor
8
'ama)o de grano 9 : obser!ando que coinciden por lo menos tres granos de la plantilla
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'ama)o de grano 9 0 obser!ando que coinciden por lo menos tres granos de la plantilla
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+icroestructura de la figura /./ !emos que los granos ferriticos de color claro están dispersos y son mas grandes que los granos de perlita de color oscuro más pronunciados de perlita .
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En la figura /.; los granos están mas organizada que la figura /./
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En esta micrograf&a !emos que la mayor&a de granos grandes son ferriticos por su baja cantidad de hierro.
'1#2S3E1S#L #2'ES 4EL '1#'#+5E2'%
4ES67ES 4EL '1#'#+5E2'%
Fig 1.1. Micrografía "00x 1020, Fuente !utor
Fig 1.2. Micrografía "00x 1020 Fuente !utor
PERLITA #$ser%amos en la micrografía la ma+or (arte es de (erlita ue son los granos m's oscuros
FERRITA #$ser%amos en la micrografía las &onas m's claras son de ferrita a(roximadame
,.2 FASES PRESENTES
PERLITA FERRITA n esta micrografía %emos ue la cantidad de (erlita es mu+ mínima casi un 10*
#$ser%amos en la micrografía ue la &ona ferritica es m's (ronunciada
. DURE/AS. 6robeta /<;< 1oc*=ell ;/ >1 ;@ >1 ;A >1 6romedio( ;@ >1
6robeta 6ostratada /<;< 1oc=ell ?@ >1 ?A >1 ?/ >1 6romedio( ?@ >1
6. ANALISIS DE RESULTADOS. on el ensayo de cementación realizado se pudo apreciar que propiedades como dureza y micro estructura cambiaron de gran manera, en las imagines de microestructuras podemos !er que el acero sin tratar tiene más ferrita que perlita, esto se debe a que es un acero de bajo carbono, donde es predominante una estructura ferritica con un tama)o de grano de :, que es un grano muy fino y su dureza muy baja de ;@ >1. #l colocar la probeta en la caja hermética con carbón pul!erizado y !iruta lo que se obtu!o fue la parte superficial de la probeta adquiriera una mayor dureza dejando al n"cleo de la probeta tenaz. omo se pueden apreciar en las micrograf&as con tratamiento el tama)o de grano creció de
gran manera pasando de un : a un 0, esto se debe a que la probeta fue sometida a altas temperaturas BA1 y as& iba disminuyendo hasta el n"cleo de la probeta.
. CONCLUSIONES.
La cementación es un ensayo muy "til para endurecer la parte e$terna de los materiales y hacerlos más tenaces en su n"cleo.
El ancho de la capa de cementación depende del tiempo de duración de la probeta en la caja con carbón y !iruta, ya que hay más tiempo de permanencia lo que absorbe más carbono fijo.
#l incrementar la temperatura el tama)o de grano se homogeniza, haciendo que el tama)o de grano sea más grande y la dureza incremente un poco.
La cementación es un tratamiento muy utilices para aceros que necesitan altas durezas e$ternas pero deben soportar impactos constantemente y asi no fracturarse por las altas durezas.
