PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA TRATAMIENTOS TERMICOS DE TEMPLE-REVENIDO
INGENIERO: Nemesio Castañeda S.
Orlando David Castro Rentería
75603
Julián Andrés Barbosa Daza
75150
Jhon Jairo Pedraza Pedraza
75550
Universidad incca de Colombia Tratamientos térmicos Ing. mecánica Bogotá DC 2018 .
TRATAMIENTO TERMICO TEMPLE- REVENIDO
INTRODUCION
TEMPLE
El temple es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento rápido para conseguir mayor dureza y resistencia mecánica del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior (entre 850-900° C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características del acero) en un medio como aire aceite, agua, agua más polímeros solubles, etc. Existen diferentes métodos para realizar el calentamiento tales como horno eléctrico, horno de gas, horno de sales, llama e inducción entre otros. En el temple por inducción los aceros normalmente utilizados tienen un contenido de carbono entre 0,3% y 0,7% (aceros hipoeutectoide).
REVENIDO
El revenido consigue disminuir la dureza, la resistencia y aumenta la tenacidad de los aceros templados, a la vez se eliminan las tensiones creadas en el temple, dejando al acero con la dureza deseada. El sistema tradicional de revenido consiste en un calentamiento a temperaturas relativamente bajas (entre 150 y 500 ºC siempre por debajo de la línea AC1) durante un tiempo para luego dejarlas enfriar lentamente.
Proceso El tratamiento térmico consiste en calentar el acero a una temperatura determinada, mantenerlo a esa temperatura durante un cierto tiempo hasta que se forme la estructura deseada y luego enfriarlo a la velocidad conveniente. Los factores temperatura-tiempo deben ser muy bien estudiados dependiendo del material, tamaño y forma de la pieza. Con el tratamiento conseguiremos modificar microscópicamente la estructura interna de los metales, produciéndose transformaciones de tipo fiscos, cambios de composición y propiedades permitiéndonos conseguir los siguientes objetivos.
Mejor dureza y maquinabilidad Eliminar tensiones internas y evitar deformaciones después del mecanizado Estructuras más homogéneas Mayor dureza y resistencia Variar algunas de las propiedades físicas
El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales esta creado. Este tipo de procesos consiste en el calentamiento y enfriamiento de un mental en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se puedan reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no ferras, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.
Marco teórico
Temple Es un tratamiento que se le puede hacer a los aceros que consiste, el efecto del temple en un acero se puede resumir en lo siguiente:
Aumenta la carga de rotura por tracción, el limite elástico y la dureza Disminuye el alargamiento, la estricción y la resilencia.
Con el temple, las propiedades físicas varian en la siguiente forma:
Aumenta la densidad, es decir, los aceros aumentan el volumen La resistividad del acero aumenta
Los factores del temple son:
Composición y estado estructural del acero
los elementos que intervienen en la constitución del acero actúan en distinta forma sobre la velocidad de enfriamiento. Asi por ejemplo, cuando mayor es el contenido de carbomo, tanto mayor será la duración del enfriamiento. El Mn, Cr, producen el mismo efecto que un aumento de velocidad de enfriamiento y para ciertas propiedades; esa acción es tan notable que los aceros templan al aire, constituyendo estos los aceros denominado auto templados.
Temperatura de temple
Varia con el acero y su valor está determinada por aquel para el cual acero alcanza el estado de máxima capacidad de temple y la estructura más fina. La temperatura de temple de los aceros al carbono de 30 y 50° por encima del punto Ac3.
Velocidad de enfriamiento
Existe una velocidad crítica de temple que conduce a un aumento de la dureza y la estructura martensita. Se puede variar a velocidad de enfriamiento, modificando la naturaleza del baño de enfriamiento o su temperatura, o bien modificado la temperatura de temple, en vista de que un aumento de esta significa aumentar la velocidad de enfriamiento. Este último método no es el más adecuado, pues se logra un aumento exagerado del tamaño de grano y de la fragilidad del acero.
Los factores que influyen sobre la velocidad de enfriamiento son:
El baño de temple, que actúa por su volumen, calor específico y temperatura. La composición química del acero La masa y dimensiones de la pieza La temperatura de temple
Las probetas se colocan en la mufla a 900 °c y se mantiene a esta temperatura por espacio de 30min, para luego enfriarlas en los respectivos medios templantes (es decir: una de ellas en agua a 20°c, la otra en aceite a la misma temperatura). Se sabe que l tratamiento térmico de temple confiere al acero una lata dureza y resistencia mecánica, sin embargo, otras propiedades como la tenacidad y ductilidad se ven seriamente afectadas, por lo que su aplicación dependerá principalmente de poder conseguir un aumento en a tenacidad y en la ductilidad, sin perder por ello la dureza adquirida. Este compromiso entre las propiedades antes mencionadas puede lograse con la aplicación de un tratamiento térmico, posterior al temple, conocido como revenido.
Revenido
Consiste en calentar el acero, previamente templado, a temperaturas inferiores a la crítica (723°c). Consta esencialmente de las etapas siguientes:
Calentamiento del acero por debajo de la temperatura de transformación Mantenimiento a esta temperatura por un tiempo determinado Enfriamiento a la velocidad más adecuada.
Los efectos principales del tratamiento térmico de revenido son:
Estabilización y afine de la microestructura Eliminación de las tenciones internas, ocasionadas por el temple.
El rango de temperatura para efectuar este tratamiento, deberá seleccionarse de tal manera que las propiedades finales del acero sean las óptimas para una aplicación específica. El rango recomendable para efectuar el revenido de acero al carbono es de 200°c a 400°c, y además se debe considerar que a velocidad de enfriamiento varia las condiciones finales del acero.
Objetivos
Evaluar los cambios de dureza sobre aceros AISI, 1045, 4140, con un tratamiento térmico de temple y revenido tanto en agua como en aceite. Conocer las etapas que siguen para efectuar un tratamiento térmico de revenido. Comprobar los efectos y conocer las ventajas de practicar un revenido a los aceros, después de que fueron tratados por medio de un temple.
Herramientas Equipo requerido
Horno de tratamiento térmico (mufla) Recipiente para templar en agua Recipiente para templar en aceite Microscopio metalográfico Durómetro
Implementos
Lijas Guantes de asbesto Pinzas largas Careta Prensa de banco Superficie plana (vidrio) Agua
Pasó a paso 1) Se utilizan probetas templadas (realizar el tratamiento) 2) Calentar las probetas en la mufla a una temperatura comprendida entre 200 y 400°c durante una hora. 3) Retirar después de un tiempo determinado, enfriar ana probeta en agua y la otra en aceite 4) Pulir y atacar las probetas 5) Observar en el microscopio a 250x y dibujar el campo observado. 6) Ensayo de dureza
Imágenes obtenidas del procedimiento
1) Corte del acero
2) encendido de la mufla
3) Ataque (acido nitrico)
Cristalografias
4) 4140 x 100
Resultados Este tratamiento térmico se hizo con el fin de aumentar la dereza y su forma y tamaño de los granos que componen el acero, lo cual si se pudo evidenciar en los siguientes resultados.
Antes del tratamiento Acero 4340
Dureza Vikers
Fuerza = 588N
Ensayo 1 2 3
Dureza 63 62 62.5
En la anterior dureza llegamos a un promedio de 62.5 Acero 4140 Dureza Vikers
Fuerza = 588N
Ensayo 1 2 3
Dureza 60 60 60.5
En la anterior dureza llegamos a un promedio de 60.1666
Después del tratamiento térmico
Acero 4340
Enfriado en aceite
Dureza Vikers
Fuerza = 588N
Ensayo 1
Dureza 74
2 3
75 74.4
En la anterior dureza llegamos a un promedio de 74.5
Acero 4140
Enfriado en agua
Dureza Vikers
Fuerza = 588N
Ensayo 1 2 3
Dureza 70 70 69
En la anterior dureza llegamos a un promedio de 69.66667
Conclusiones En conclusión el tratamiento térmico efectuado sobre un producto templado con el fin de obtener modificaciones que le confiera las características de empleo deseadas. Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos. El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido o lento
Este proceso le aumentara las propiedades mecánicas al metal como se puede evidenciar en el tamaño del grano y con resiliencia. Esto es de gran utilidad en la práctica porque así se puede conocer el comportamiento de los aceros antes de ser utilizadas en la práctica comercial.
Bibliografías
Guía de laboratorio, laboratorio tratamientos térmicos, Ing. Nemesio Castañeda s.
http://www.ghinduction.com/process/temple-y-revenido/?lang=es
http://www.buenastareas.com/materias/conclusion-de-temple-y-revenido/0
http://html.rincondelvago.com/ensayos-de-durezas_1.html
