Tratamientos térmicos en una probeta de Acero
La presente investigación tiene como objetivo principal determinar experimentalmente los efectos de los tratamientos térmicos en una probeta de Acero al Carbono 1045 así como observar de la muestra su comportamiento al estudiar las características mecánicas finales después del procedimiento. Dicho estudio se realizó en el Laboratorio de Materiales tomando en cuenta las Normas COVENIN para tratamientos térmicos en materiales metálicos. Hecho el procedimiento experimental, se verificaron y analizaron los datos arrojados durante el procedimiento por el Durómetro calibrado, tomando en cuenta que cualquier cambio en la dureza final del material después del tratamiento supondrá igualmente un cambio en las demás propiedades mecánicas de la probeta..
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido a temperaturas y condiciones determinadas para cambiar sus propiedades mecánicas. Nunca alteran las propiedades químicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. Para conocer a qué temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el de hierro - carbono. En este tipo de diagrama se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.
Existen diferentes tipos de tratamientos térmicos que los explicare de forma detallada cada uno que son:
Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.
Templado: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, entre otros.
Normalizado: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono.
Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados.
Datos obtenidos en el laboratorio
Diagrama de Dureza en función del Tratamiento Térmico
PROCEDIMIENTOS
A continuación se detallaran paso a paso los procedimientos para cada tratamiento realizado en el laboratorio. Para la experiencia se seleccionaron cinco (5) probetas de Acero al Carbono
TEMPLADO EN AGUA
- Se extrae la probeta que será identificada como muestra No 1
- Inmediatamente después de la extracción, se sumerge la muestra en una cubeta llena de agua previamente alistada
- El tiempo será el necesario para que la muestra tome la temperatura del medio, en este caso, del agua.
- Se extrae de la cubeta y se le realiza una vez más un ensayo Vickers para conocer su dureza después del tratamiento. Anotar los resultados
TEMPLADO EN ACEITE
- Se extrae la probeta que será identificada como muestra No 2
- Inmediatamente después de la extracción, se sumerge la muestra en una cubeta llena de aceite previamente alistada
- El tiempo será el necesario para que la muestra tome la temperatura del medio, en este caso, del aceite
- Se extrae de la cubeta y se le realiza una vez más un ensayo Vickers para conocer su dureza después del tratamiento. Anotar los resultados
NORMALIZADO
- Se extrae la probeta que será identificada como muestra No 3
- Después de la extracción, se deja enfriar la probeta a temperatura ambiente, lejos de corrientes de aire ni cualquier otro agente que comprometa el normal enfriamiento
- El tiempo será el necesario para que la muestra tome la temperatura del medio, en este caso, el ambiente
- Se le realiza una vez más un ensayo Vickers para conocer su dureza después del tratamiento. Anotar los resultados
REVENIDO
- Se extrae la probeta que será identificada como muestra No 4
- Después de la extracción, se sumerge rápidamente la probeta en una cubeta de agua un periodo te tiempo necesario para llevar la temperatura de la pieza a unos 250 – 350 grados centígrados.
- Después de esto se deja enfriar la probeta a temperatura ambiente, lejos de corrientes de aire ni cualquier otro agente que comprometa el normal enfriamiento
- Se le realiza una vez más un ensayo Vickers para conocer su dureza después del tratamiento. Anotar los resultados
RECOCIDO
- La ultima probeta que queda en el horno se identificara como muestra No 5
- A diferencia de las anteriores esta probeta se dejara enfriar dentro del mismo horno donde fue calentada hasta que el horno se temple por completo. Generalmente este proceso toma varios días dependiendo del tamaño del horno
- Al finalizar el proceso se le realiza una vez más un ensayo Vickers para conocer su dureza después del tratamiento. Anotar los resultados
Se puede concluir sobre esta investigación que los tratamientos térmicos son indispensables para el mejoramiento de la calidad del material o pieza a utilizar. Ya que se pueden modificar las propiedades mecánicas de los mismos dándoles una vida útil más larga.
Gracias a la actividad experimental en el laboratorio de materiales, se concluye:
El templado en agua es un tratamiento térmico especializado en proporcionar una mayor dureza al material tratado.El tiempo de enfriamiento juega un papel esencial en los tratamientos, de este elemento, dependen los resultados que queramos obtener en las propiedades físicas finales.
El Normalizado trata de llevar al material a su estado natural en cuanto a propiedades físicas o mecánicas.
El Revenido es un tratamiento que se usa para revertir los efectos de un Templado en un material anteriormente tratado.
El Recocido, se utiliza principalmente para reducir al mínimo la dureza en el material.
Referencias Bibliográficas
Flim, R.A, y otro, “Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones”, Mc Graw -
Hill, México, 1979
http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/1537_tratamientostermicosr2.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmico
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_carbono
http://html.rincondelvago.com/tratamientos-termicos_1.html
Hola @gerardoalfred. Este post lo ha votado el proyecto "posts de ciencias" de Cervantes.
Un saludo.
Gracias por apoyar los post de ciencia, agradecido
Muy bien explicado @gerardoalfred a juzgar por la rápida comprensión por quienes no somos expertos en el área específica. Es un buen ejemplo de la fase diacrónica aplicativa que nos ofrece la ciencia con miras a promocionarla en los jóvenes, nuevos investigadores y la comunidad en general. Felicitaciones y éxitos.
Muchas gracias amigo, eso son temas muy extenso trate de explicarlo lo más corto y preciso para que lo entienda todos los lectores, pero acepto sugerencias