microestructuras acero 52100 y acero D2

4. Resultados:

4.1 Resultado Análisis Químico:El análisis químico a muestras testigo. Realizado por el empresa SIMET el día 06/04/2015.

SAE 52100.

%C %Si %Mn %Cr %Ni %Mo %Al %Cu %P %S1,23 0,299 0,343 1,37 0,051 0,017 0,018 0,025 0,0076 0,0016Tabla 4.1 Composición acero SAE 52100.

AISI D2

%C %Si %Mn %Cr %Ni %Mo %V %Cu %P %S1,76 0,381 0,356 10,75 0,196 0,78 0,86 0,08 0,026 0,0053Tabla 4.2 Composición acero SAE D2.

4.2 Resultado Ensayo de Dureza: Los ensayos de dureza son realizados a muestras en estado de suministro y muestras con tratamiento térmico de Temple y Sub Cero. Ensayo realizado en la empresa Kupfer hnos.

ACERO MUESTRA TEMPERATURA AUSTENIZADO(°C)

TRATAMIENTO TERMICO(POSTERIOR)

DUREZA HRc

SAE 52100

0 SUMINISTRO SIN T.T. 21,31 820 TEMPLE 40,32 820 TEMPLE +SUBCERO 67,33 870 TEMPLE 63,64 870 TEMPLE + SUBCERO 65,3

AISI D2

5 SUMINISTRO(TEMPLE)

SIN T.T. 56,3

6 948-912 TEMPLE 62,97 948-912 TEMPLE +SUBCERO 63,88 970 TEMPLE 63,99 970 TEMPLE + SUBCERO 66,5

Tabla 4.3 Dureza promedio muestras de aceros SAE 52100 y AISI D2.

NOTA 1: Temperatura medio Temple agua: 20°C. Temperatura temple Sub Cero: -70°C.

40 45 50 55 60 65 70

-80

-60

-40

-20

0

20

40

SAE 52100 T.A. 820 °CSAE 52100 T.A. 870 °CAISI D2 T.A. 920 °CAISI D2 T.A. 970°C

Dureza HRc

Tem

pera

tura

Med

io T

empl

e °C

Figura 4.1 Comparación entre la dureza de cada probeta sometidas a temple y tratamiento Sub Cero. (T.A.= Temperatura de austenización).

4.3 Análisis Metalográfico:El análisis realizado mediante uso de microscopio óptico. Las muestras son atacadas con reactivo Vilella (solución de alcohol y acido pícrico). Metalografías realizadas en empresa kupfer hnos.

Análisis Metalográfico SAE 52100

- Estado Suministro (Muestra 0):

-Figura 4.2 Metalografía SAE 52100. Estado suministro. Sin ataque (100X)

Presencia moderada de inclusiones, óxidos globulares, de tamaño considerable.

Figura 4.3 Metalografía SAE 52100.Estado Suministro. Atacada con Vilella (1000X).

Presencia de Perlita semiglobulizada y Carburo en borde de grano austenitico debido a un tratamiento térmico de homogenización y globulizado mal realizado. Este tipo de acero requiere carburos globulares en una matriz Martensitica como estado de suministro para el mejor rendimiento.

- Austenizado a 820°C, Templada en agua (Muestra 1):

Figura 4.4 Metalografía SAE 52100. Austenizado a 820°C, templado en agua a 20°C. Atacada con Vilella (500X).

Presencia de Martensita de color claro, Perlita de color oscuro producida por una baja velocidad de enfriamiento y carburos libres de pequeño tamaño ubicados en borde de grano no disueltos durante el austenizado. Acero de baja templabilidad (velocidad critica de temple aproximadamente 5 seg.)

- Austenizado a 820°C, Templada en agua más tratamiento Sub Cero -70°C (Muestra 2):

Figura 4.5 Metalografía SAE 52100. Austenizado a 820°C, templado en agua a 20°C más un tratamiento Sub Cero a -70°C. Atacada con Vilella (1000X).

Matriz Martensitica de color claro, presencia de Perlita de color oscuro en algunos sectores de borde grano austenitico producida durante el enfriamiento y Carburo

continuo (tipo (Fe-Cr)7 C6) ubicado en borde de grano austenitico no disuelto durante el austenizado.


Figura 4.6 Metalografía SAE 52100. Austenizado a 870°C, templado en agua a 20°C. Atacada con Vilella (500X).

Presencia de Martensita revenida de color oscuro (producida posiblemente durante el pulido de la muestra debido a la fricción del proceso), Martensita color claro (no revenida) y pequeña cantidad de Carburo no disuelto durante el austenizado ubicado en borde de grano


Figura 4.7 Metalografía SAE 52100. Austenizado a 870°C, templado en agua a 20°C más un tratamiento Sub Cero a -70°C. Atacada con Vilella (500X).

Matriz Martensitica de color claro, Perlita de color oscuro en algunas zonas de borde de grano producida durante el enfriamiento y Carburo continúo en borde de grano no disuelto durante el austenizado. Algunos granos austeniticos se aprecian perfectamente delineados por el Carburo.

Análisis Metalográfico AISI D2

- Estado Suministro (Muestra 5):

Figura 4.8 Metalografía AISI D2. Estado suministro. Sin ataque (100X).

Despreciable nivel de inclusiones no metálicas, alta segregacion de Carburos en zona interdendritica. Carburos de diversos tamaños y por su morfología se aprecia un tratamiento de globulizacion parcial.


Figura 4.9 Metalografía AISI D2. Austenizado a 912°C, templado en agua a 20°C. Atacada con Vilella (500X).

Matriz Martensitica de color oscuro, Carburos de color claro, pequeño tamaño orientados producto de un proceso de laminación en caliente. Ademas el acero es sometidos a un proceso de globulizacion parcial lo que justifica la diferencia de tamaño entre los Carburos.


Figura 4.10 Metalografía AISI D2. Austenizado a 912°C, templado en agua a 20°C más un tratamiento Sub Cero a -70°C. Atacada con Vilella (500X).

Matriz Martensitica de color oscuro, Carburos de color claro de pequeño tamaño orientados. Además presenta precipitación en algunos bordes de grano austenitico.


Figura 4.11 Metalografía AISI D2. Austenizado a 970°C, templado en agua a 20°C. Atacada con Vilella (500X).

Matriz Martensitica de color oscuro, Carburos de color claro de pequeño tamaño orientados. Disminuye la cantidad de carburos pequeños con respecto a las muestras austenizadas a 912 °C producto de un aumento en la temperatura de austenizado.


Figura 4.12 Metalografía AISI D2. Austenizado a 970°C, templado en agua a 20°C más un tratamiento Sub Cero a -70°C. Atacada con Vilella (500X).

Matriz Martensitica de color oscuro, Carburos de color claro de pequeño tamaño orientados. Baja cantidad de Carburos pequeños.

NOTA 2: En las muestras analizadas existe Austenita retenida, pero no es apreciable mediante este análisis metalográfico, por este motivo no es mencionada al describir las estructuras. La presencia de Austenita retenida se puede justificar con el aumento de la dureza de las probetas sometidas al tratamiento Sub Cero.

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