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RESULTADOS DE LAS MICROGRAFIAS
PROBETA N◦ 1: Acero SAE/AISI 1050 estándar sin templar
500X 1000X
1500X 2000X
PROBETA N◦ 2: Acero SAE/AISI 1050 templado en agua a temperatura ambiente
500X 1000X
1500 X 2000X
PROBETA N◦ 3: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 30 minutos
500X 1000X
1500X 2000X
PROBETA N◦ 4: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 60 minutos
500X 1000X
1500X 2000X
PROBETA N◦ 5: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 120 minutos
500X 1000X
1500X 2000X
PROBETA N◦ 6: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 450◦C por un tiempo de 30 minutos
1000X 1500X
2000X
PROBETA N◦ 7: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 600◦C por un tiempo de 30 minutos
500X 1000X
1500X 2000X
TABLA DE RESULTADOS DE DUREZAS
REFERENCIA SIN TEMPLAR
Tratamiento térmico
Dureza N◦ 1 Dureza N◦2 Dureza N◦ 3 Dureza promedio[HRC]
Sin templar 67.5 70.0 69.0 69.0
REFERENCIA TEMPLADA
Templada desde una temperatura de 850◦C
Tratamiento térmico
Dureza N◦ 1 Dureza N◦2 Dureza N◦ 3 Dureza promedio [HRC]
templada 81.5 82.5 82.5 82.0
ISOCRÓNICA
Revenidas desde una temperatura de 300◦C
Tiempo de revenido
Dureza N◦ 1 Dureza N◦2 Dureza N◦ 3 Dureza promedio [HRC]
30 minutos 72.5 71.5 72.0 72.060 minutos 73.0 72.5 73.0 73.0120 minutos 72.0 72.5 72.0 72.0
ISOTÉRMICA
Revenidas desde a un tiempo de 30 minutos
Temperatura de revenido
Dureza N◦ 1 Dureza N◦2 Dureza N◦ 3 Dureza promedio [HRC]
300 ◦C 72.5 71.5 72.0 72.0450 ◦C 68.5 70.5 70.5 70.0600 ◦C 64.0 60.0 63.5 62.5
ANALISIS DE RESULTADOS
PROBETA N◦ 1: Acero SAE/AISI 1050 estándar sin templar
Composición: C .48/.55, Mn .60/.90, Pmáx. .04, Smáx. .050,
ACERO HIPOEUTECTOIDE
El acero SAE/AISI 1050 es apto para piezas de maquinas que deban soportar esfuerzos altos, longitudinales y transversales, pero sin impactos continuos.
Analizando la micrografía, este acero tiene una combinación distribuida equitativamente (50/50) de cada uno de los microconstituyentes que la conforman, es bastante visible y además está señalada la localización de la ferrita y la perlita en la microestructura.
PROBETA N◦ 2: Acero SAE/AISI 1050 templado en agua a temperatura ambiente
Ferrita (α)
Perlita (Ferrita + Cementita)
Analizando la micrografía de este acero templado en a agua a temperatura ambiente desde una temperatura de 850◦C se ve como está compuesta de martensita, se ve comparando esta micrografía con la de la probeta 1, que se formo martensita, esta martensita está presente en forma de tiras o masiva la cual es típica en los aceros de bajo y mediano carbono, tal y como lo es el acero SAE/AISI 1050 debido al enfriamiento bastante rápido de la probeta, todo esto se comprobó con la prueba de dureza, ya que esta dio 10 unidades más de dureza que la probeta sin tratar térmicamente, ya como sabemos la martensita en un microconstituyente bastante frágil pero duro debido a las tensiones que alrededor y en las paredes de las celdas de martensita masiva, dando lugar a que obtengamos este tipo de resultados.
PROBETA N◦ 3: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 30 minutos
Analizando esta micrografía en especial es evidente como va a variar la martensita después de un revenido a baja temperatura en un corto tiempo. Al ser esta micrografria comparada con la micrografiia de temple, se puede evidenciar la gran diferencia que hay entre estas, debido a que durante el temple, el acero presento entre las tiras masivas de martensita austenita retenida, la cual a su vez seria transforma en otros microconstituyentes, dando lugar a la formacion de bainita, combinada con la formacion de martensita uqe paso a martensita revenida, esto da lugar a que el acero presente propiedades diferentes de dureza, es decir que se vuelva mas blanda y que además adquira mejores capacidades de absorción de energía en el campo plástico, es decir mejore su tenacidad.
Otro aspecto a tener encuenta es el tamaño de grano, al igual que lo anterior, se hizo un análisis comparativo y se vio comoo el tamaño de los granos después del revenido van a disminuir, esto demuestra el acierto de la parte teorico en la cual argumentan que el tamaño disminuirá si la pieza era reenida a una temperatura inferior a 450 grados centígrados, tal y como ocurrió en la practica, y por ultimo esto fue mas evidente en los resultados de dureza.
PROBETA N◦ 4: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 60 minutos
En esta micrografía se pudo observar como con el paso del tiempo hay mayor segregación de los carbonos, este acero al dejarse por un tiempo considerable a esa temperatura da lugar a que tome mas tiempo para enfriarse y por ende se forme microconstituyentes con menores propiedades de dureza, la austenita que se había quedad sin transformar, la austenita retenida dando lugar a que esta probeta presentara menor dureza que la enfriada a la misma temperatura pero por un tiempo
superior, además se evidencio como el crecimiento de grano es superior a diferencia de la probeta enfria por 30 minutos, esto segun mi criterio ocurrió por que al dejarse la probeta por un buen tiempo, esta alcanza a difundir debido a que esta mayor tiempo expuesta a esa temperatura, dando lugar a que se disminuyan mas las tensiones y que este tamaño de grano le disminuya las propiedades mecanicas de dureza, dando a lugar a que el acero adquiera mayor tenacidad
PROBETA N◦ 5: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 300◦C por un tiempo de 120 minutos
En esta micrografía es más evidente como es el crecimiento de grano, se puede ver que esta ha crecido de manera coonciderable a diferencia de las probetas anteriormente estudiadas, además se puede ver que la austenita retenida, se transforma en microcoontituyentes con buenas propiedades de tenacidad y con bajas propiedades de dureza, todo este analizis es verificado cado con los resultados de la prueba de dureza ya que este al presentar mayor tamaño de grano y al estar compuesto por microocostituyente mas blando, al haberse dejado por un buen tiempo a esa temperatura, dando lugar a que se disminuyan mas las tensiones, se obtuieron resultados de dureza inferiores a las probetas revenida a tiempo inferiores.
PROBETA N◦ 6: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 450◦C por un tiempo de 30 minutos
Tal y como se esperaba, esta probeta fue presento menores propiedades de dureza a diferencia de la probeta enfriada a menor tempera, este efecto es bastante similar a como ocurria con el tiempo es decir que a mayor temperatura el grano va a crecer y se va a formar martensita retenia y bainita, los cuales son microconstituyentes con bajas propiedades de dureza, es esta micrografía es basante evidente como el grano crece a diferencia de la probeta revenida a 300 grados centígrados.
PROBETA N◦ 7: Acero SAE/AISI 1050 revenida a 600◦C por un tiempo de 30 minutos
al estar esta probeta a un temperatura bastante considerable, se esperaba que esta eliminira mas tensionas que las probetas anteriores, y asi ocurrió, ya que los resultados de dureza arrojaron durezas inferiores a la probeta templada y a las probetas reveniidas a temperaturas inferiores. Analizando la microografia se puede ver que loos granos crecieron obstentiblemente a diferencia de los granos de probetas anteriores, esto dando lugar a que este presentar una dureza inferior a las probetas que fueron enfriadas a temperaturas inferiores, también analizando la grafica se puede ver como
se transforma mayor cantidad de austenita retenida en otros microconstituyentes, dando lugar a obtener una probeta con martensita retenica, bainita y austenita revenida, ya que esta se forma al estar haber estado a altas temperas dando lugar a que se necesite más tiempo para enfriarse y asi a que pueda difundir.
ANALISIS DE RESULTADOS DE DUREZA
Las pruebas de dureza se realizaron con un penetrador o indentador de cono de diamante con una carga de 60 Kg, estas medidas fueron tomadas a escala rockwell A (HRA)
250 300 350 400 450 500 550 600 6500
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
72 7062.5
CURVA ISOTERMICA
Temperatura [◦C]
Dure
za [H
RA]
FIG 1. Diagrama de curva isotérmica en el cual se representa la dureza, con la temperatura de revenido a un tiempo contante (30 minutos).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
72 73 72
CURVA ISOCRONICA
Tiempo [minutos]
Dure
za [H
RC]
FIG 2. Diagrama de curva isocrónica en la cual se representa la variación de la dureza con el paso del tiempo a una temperatura de revenido igual (300 ◦C).
Analizando los resultados obtenidos de dureza se pudo evidenciar como esta va a depender de la temperatura y el tiempo al cual se Revenga la probeta.
Primeramente vale señalar como la dureza del acero disminuye al ser aplicado un tratamiento térmico tal y como el hecho en la práctica, el revenido, se puedo constatar que este acero disminuyo sus tensiones las cuales habían sido provocadas por el enfriamiento rápido en el proceso de temple.
Variación de la temperatura de revenido
Analizando los datos de dureza obtenidos en las probetas las cuales fueron revenidas a 300 450 y 600 grados centígrados, se pudo evidenciar como la dureza va a variar, dando lugar a que esta disminuya a medida que el acero es revenido a mayor temperatura, esto fue evidente al comprar los resultados de dureza entre las tres probetas dando lugar a que pudiera decir que la temperatura en la que se obtuvo mayor dureza fue a la realizada a 300 grados centígrados y que la de menos dureza fue la realizada a 600 grados centígrados, según argumentos teóricos de textos y con mi criterio propio basado en esto, la causa de que se hubiera obtenido estos tipos de durezas descendientes a mayor temperatura, es debido a que durante la re cristalización los granos alcanzan un mayor tamaño, ya que al estar expuesta a temperaturas superiores y ser enfriadas en el mismo medio en esta caso el aire, da lugar a que los granos crezcan y a se los carburos difundan dando lugar a tener
algunos microcontituyentes de menores propiedades mecánicas de dureza, pero con propiedades excelente de tenacidad, propiedad la cual esta definida como la capacidad de un metal de absorber energía en el campo plástico.
Variación del tiempo de revenido
Analizando los resultados de dureza obtenidos en las probetas la cuales fueron revenidas a diferentes tiempos (30, 60 y 120 minutos), se pudo evidenciar como varían sus propiedades mecánicas con el paso del tiempo, dando lugar a que con el paso del tiempo el acero libere mayor cantidad de tensiones y que se presente mayor segregación del carbono, y así pues se obtengan resultados de dureza inferiores con el paso del tiempo, observando la grafica isocronica, aun que no es tan evidente pero con las bases teóricas, se pudo llegar al análisis que la dureza que produce el revenido en la pieza templada va a disminuir si este proceso es dejado a mayor tiempo tal y como se evidencio en la tendencia de la grafica isotérmica, se pudo ver que la dureza de mayor tiempo de revenido presento menor dureza a las de menor tiempo a esta, la tendencia de la curva es a disminuir con el paso del tiempo, entonces al ver esto pienso que el tiempo es una variable fundamental al momento de revenir la probeta ya que si esta es dejada por un largo laxo de tiempo esta puede hacerme perder la propiedades mecánicas obtenidas con el revenido.
SOLUCIÓN DE PREGUNTAS
Como afecta la composición del acero en el tratamiento térmico de revenido?
Como sabemos la cantidad de carbono es un factor a tener en cuenta durante el temple y luego proceso de revenido, se sabe que el un acero con alto contenido de carbono luego de un temple va a presentar una sobre saturación de carbono, y por ende va a presentar mayor dureza, pero después de este proceso y al haber aumentado su temperatura aplicando el proceso de revenido la cantidad de carbonos retenido por el enfriamiento rápido del temple va a disminuir dando lugar a que se segregue carbono en la matriz ferriita.
Otro aspecto a tener en cuenta es la presencia de elementos aleantes, ya que pueden presentar o no formación de carburos, los cuales precipitaran durante el temple y que luego se segregaran para disminuir la tensión y dispersarse por la matriz ferrita, otro punto importante a destacar es que estos elementos aleantes pueden aumentas a subir las líneas Ms y Mf dando lugar a que se presente mayor austenita retenida y por ende al revenido presente mayor cantidad de austenita revenida, y bainita, dando lugar a obtener mayor liberación de tensiones en los acero que tiene a ms superior a la temperatura ambiente, debido a que presenta mas austenita retenida, caso contrario ocurría si el acero está totalmente transformado en martensita, ya que esto causaría que el al revenir no se pudiera transformar en otros microconstituyetes mas blandos y tenaces.
Como se debe realizar el enfriamiento de un acero después de mantenerlo a una temperatura de revenido y tiempo de sostenimiento?
Realmente no es importante el tipo el tipo de enfriamiento, debido a que el sostenimiento de la temperatura y del tiempo, según el diagrama TTT, la austenita que estaba sin transformar después del temple, pasara a transformarse en microcoontituyentes como la bainita, quedando asi ninguna austenita sin transformar y por ente esta microestructura no variara en ninguna aspecto sea cual sea el medio en el cual se enfríe el acero.
Qué efecto tienes la precipitación de carburos en el revenido sobre las propiedades mecánicas del acero?
El efecto de la precipitación o segregación de los carburos que habían quedado saturados durante el proceso de templado, da lugar a que se liberen las tensiones que habían sido provocadas por esta sobre saturación de carbono, dando lugar a que el acero adquiera propiedades de tenacidad y reduzca su dureza y fragilidad.
Que sucede en la microestructura al aplicar revenido a un acero templado?
Durante el templado y dependiendo de la línea Mf se puede presentar que en la microestructura después del templado se encuentre austenita retenida o sin transformar, la cual dará lugar a transformarse en microconstituyentes tales como la bainita, además esta estará combinada con la martensita revenida, la cual tiene propiedades diferentes de menor dureza que la martensita que fue obtenida en el templado, vale destacar que el algunos casos toda la austenita no se puede transformar totalmente dando paso a la formación de martensita revenida.
Que influencia tiene el tiempo y la temperatura de revenido sobre la microestructura de y propiedades mecánicas del acero?
El efecto vas importante y que vale la pena destacar, es que con el paso del tiempo y a mayor temperatura, en el momento de recristalizacion de los granos, dará lugar a que estos crezcan sustancialmente, a que se alivien las tensiones, y por ende a que se reduzcan propiedades mecánicas tal y como loo son la dureza y haya un aumento en las propiedades de tenacidad.
En los microconstituyentes que se forman no se va a presentar gran variación debido a que según el diagrama TTT se puede evidencia que después de un tiempo a una determinada temperatura se obtendrán los mismos mcroconstituyentes tal y como lo es la bainita, aun que vale la pena destacar que estos microconstituyentes no estarán sobresaturados de carbono, ya que estos con el tiempo y la temperatura aplicada darán lugar a que el carbono se segregue alrededor de la matriz ferritica.
CONCLUSIONES
El revenido es un tratamiento bastante importante al momento de querer mejorar las propiedades de tenacidad de las piezas, ya que con este se puede conseguir una eliminación de tensiones y des fragilizacion. Propiedades bastante importantes que se deben tener en cuenta para seleccionar una buena aplicación.
Para obtener un revenido se debe tener en cuenta el tiempo al cual se deja la pieza, debido a que la dureza puede varias bastante si es dejada por un tiempo bastante extenso en el horno a una alta temperatura, dando lugar a que se pierda mucha dureza, es decir que perdamos lo realizado anteriormente con el proceso de temple.
Para tener un proceso optimo de revenido y adición de mayor tenacidad, se debe tener en cuenta la temperatura a la cual se va a hacer el revenido, ya que esta si esta a una temperatura superior a los 4
50 grados centígrados, dará lugar a que el grano crezca ostensiblemente haciendo que la pieza pierda las propiedades que fueron dadas a través del temple.
