NOMBRE: Claudio C. Aniñir L.

CARRRERA: Ingeniería mecánica.

RAMO: Ciencia de los materiales.

PROFESOR: Roberto Apablaza.

FECHA ENTREGA: 10/12/10

INTODUCCION

El siguiente informe se trata de un ensayo mecánico (realizado en el laboratorio), sobre un tratamiento térmico aplicado al acero para incrementar su dureza: “el temple”. El temple consiste en calentar una probeta estandarizada a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior. En la experimentación se ensayaron tres probetas de acero mediante el método jominy: acero SAE 4340, acero SAE 1045 y acero SAE 4140; afín de establecer una comparación producto de la observación del comportamiento de cada una de ellas en distinta composición de carbono.

TEMPLE

La templabilidad de un acero se define como la propiedad que

determina la profundidad y la distribución de la dureza inducida por

enfriamiento desde la condición austenitica. La templabilidad de un acero

depende principalmente de: la composición del acero; el grosor del grano

austenitico; y de la estructura del acero antes del enfriado. La templabilidad

no debe ser confundida con la dureza de un acero, que es la resistencia a la

deformación plástica, generalmente por indentación.

En la industria, la templabilidad se determina por el ensayo del método

de jominy.

METODO DE JOMINY

Se trata de templar una probeta estandarizada del acero. Primero se calienta a la temperatura de austenización, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual sólo enfría su cara inferior. Dicha cara actúa como superficie templante y enfría la probeta de forma longitudinal hacia su extremo superior sólo por conducción, apareciendo un gradiente de velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la mínima en el extremo superior.Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,4 milímetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50 mm primeros de la probeta. En los primeros 12,5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 37,5 mm siguientes cada 3,2 mm. Después se traza una curva de templabilidad representando los valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.

Esquema del ensayo jominy

EXPERIMENTACION

Se ensayaron tres probetas de acero:

SAE 1045 SAE 4140 SAE 4340

Ensayos

Se calentaron las probetas durante 30 minutos hasta que cada una alcanzo la temperatura de 850ºc. luego se aplico un chorro de agua sobre la superficie inferior lo cual se enfrió de manera tal que se pudo observar que la velocidad inicial de enfriamiento con respecto a la velocidad final es mucho más rápida, es decir la gradiente de velocidad comienza en la superficie inferior de la probeta y culmina en la superior (se experimenta un cambio de color de rojo a gris).

Esquema de la probeta

Datos obtenidos mediante el comportamiento observado.

Posterior a la culminación del enfriamiento de cada una de las probetas ensayadas se procedió se a determinar la dureza rockwell a distintas distancias con respecto al extremo inferior de la probeta (extremo el cual recibe el chorro de agua); para luego construir una grafica en función de la distancia.

* Primer ensayo: acero SAE 1045 (probeta de prueba).

Distancia (mm) Dureza (rockwell c)

16 83

17,2 82

19,2 81

20,8 80

22,4 68

32 61

*segundo ensayo: acero SAE 4140.

Distancia (mm) Dureza (rockwell c)

5 86

10 86

15 83

20 82

25 81

30 81

35 77

CONCLUSION

Los tratamientos térmicos como el temple son indispensables para el mejoramiento de la calidad del material o pieza a utilizar, ya que pueden modificar las propiedades físicas de los mismos dándoles una vida útil más larga. A cada tipo de tratamiento se le determina una cierta temperatura de calentamiento y el tiempo que permanecerá la pieza en esa temperatura, luego se procede a enfriar la pieza dependiendo del tipo de tratamiento efectuado. La templabilidad del material depende de lo que se llama gradiente de velocidad, es decir de la variación entre la velocidad inicial de enfriamiento con respecto a la velocidad final (abajo sobre la superficie impactada por el chorro de agua la probeta se enfría más rápidamente que en la superficie superior), por lo cual la dureza en el extremo que recibe el chorro de agua será mayor que la existente en el otro extremo de la probeta (superior) y descenderá gradualmente en cada sección longitudinal. Sus aplicaciones pueden darse en la construcción y en las industrias, para las herramientas hechas de acero al carbono como ejemplo.