Laboratorio de Materiales 2012
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PRACTICA DE LABORATORIOS
PRESENTADO POR:DIEGO FERNANDO YUSTES
INGENIERÍA MECÁNICA
PRESENTADO A:ING. JORGE FREDY LLANO MARTÍNEZ
UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ ÁREA: MATARILES II
IBAGUÉ, 26 DE NOVIEMBRE 2012
MATERIALES II
Prácticas de laboratorio
PRÁCTICA #1
IDENTIFICACIÓN MICROESTRUCTURAL DE ACEROS AISI-SAE 1020, 8620,1045, 1060,4140 y 4340
OBJETIVO GENERAL:
Familiarizar al estudiante con las microestructuras más comunes de las aleaciones de hierro- carbono, de tal
manera que adquiera una cierta habilidad para identificarlas y determinar el tipo de aleación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Identificar los diferentes microconstituyentes presentes en los aceros AISI SAE 1020, 8620, 1045,
1060, 4140 Y 4340 en estado comercial.
2. Observar el cambio en los microcontituyentes existente en los aceros utilizados en la práctica de
acuerdo al cambio en el contenido de carbono de los mismos.
3. Conocer las propiedades y características de los constituyentes.
MARCO TEÓRICO
El hierro es un constituyente fundamental de algunas de las más importantes aleaciones de ingeniería, en
combinación con el carbono forma los aceros y las fundiciones. La temperatura a la que tienen lugar los
cambios alotrópicos en el hierro esta influida por los elementos de aleación, de los cuales el más importante
es el carbono. Las transformaciones ocurridas a las aleaciones de hierro y carbono se representan
gráficamente en el diagrama de equilibrio hierro-carburo de hierro, si el contenido de carbono es igual o
menor a un 2%, la aleación recibe el nombre de acero, de lo contrario se llamara fundición. Debido a que las
velocidades de enfriamiento de las aleaciones de hierro-carbono no son siempre las mismas, las
microestructuras finales de los aceros luego del enfriamiento también serán diferentes, es decir, un mismo
acero puede existir en diferentes estados y caracterizado por diferentes microestructuras en su estado de
suministro dependiendo del tratamiento térmico al cual haya sido sometido. En la presente práctica se
identificarán microestructuralmente algunos aceros al carbono y aleados con la designación AISI SAE, cada
uno de ellos en un estado de suministro diferente.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Se utilizarán probetas de los siguientes aceros:
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
ACERO AISI-SAE 1045
ACERO AISI-SAE 1060
ACERO AISI-SAE 8620
ACERO AISI-SAE 4140
2. Reactivo de ataque químico (nital 2%)
2 ml HNO3
98 ml Alcohol
3. Equipo metalográfico
Cortadora de disco
Encapsuladora
Pulidora
Microscopio óptico
Cámara fotográfica
4. Durómetro.
PROCEDIMIENTO
Realizar medición de dureza a lo largo del radio.
Realizar la preparación metalográfica (corte, encapsulado, pulido).
Realizar análisis a campo claro.
Atacar químicamente la probeta con nital al 2%.
Identificar microconstituyentes
Registrar las imágenes mediante fotografía
Observaciones y conclusiones.
TOMA DE DATOS
I. Materiales utilizados en la práctica:
1. Acero 1020
2. Acero 8615
3. Acero 1045
4. Acero 1060
5. Acero 4140
6. Acero 4340
II. Toma de dureza de los aceros en estado comercial
III. Tabla de datos de durezaTratamientoTérmico
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Estado de entrega
88,25 HRB
88 HRB 22,6 HRC
24,75HRC 28,66 HRC
26HRC
CONVERSIÓN DE HRC A HB:
http://www.metalravne.com/selector/calculators/hardness/hardness_table.html
CNVERSIÓN DE HRB A HB:
http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/128_ESN_HTML.htm
MATERIAL DUREZA (HRC) u otra
Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Promedio Conversión a Brinell
1 170,17 HB
2 169,58 HB
3 239,5 HB
4 251,5 HB
5 276,8 HB
6 259 HB
Observación a campo claro
Identificación del tipo de inclusiones en los aceros
1. Acero 1020
2. Acero 8615
3. Acero 1045
4. Acero 1060
5. Acero 4140
6. Acero 4340
Observación de los microconstituyentes de los aceros:
MATERIAL MICROCONSTITUYENTE
S
MAGNIFICACIÓN
1 Oxido globular tipo 5 50x
2 Alúmina tipo 5 50x
3 Oxido globular tipo 4 50x
4 Oxido globular tipo 1 50x
5 Oxido globular tipo 4 50x
6 Oxido alúmina tipo 4 50x
ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. Identificación del tipo de inclusiones en los aceros
Observaciones:
Las inclusiones son impurezas o pequeñas partículas no metálicas en la matriz solida del acero e insolubles
donde encontramos varias opciones en nuestros aceros como: sulfuros, óxidos, silicatos y alúmina que se
quedan retenidas en el material durante su fundición, la solidificación al moldear el material. Si nos fijamos
bien en los aceros al carbono, tenemos oxido globular que va de acuerdo al porcentaje de carbono; en el
acero 1020 tenemos tipo 5, acero 1040 tipo 4 y acero 1060 tipo 1; entre mas carbono hay menos
impurezas de oxido globular y entre menos carbono mas impureza de oxido globular. Y para los aceros
4140 también lo encontramos como oxido globular donde se sabe que según la nomenclatura son aceros
aleados donde el acero 4140 tiene Cr-Mo y acero 4340 se observa alúmina tipo 4 tiene Cr-Ni-Mo según
vemos el acero 4340 tiene mas elementos aleados y se supondría que debería ser parecido al acero
4140 pero en este tiene diferente inclusiones ósea o se podría suponer que este acero fue fabricado con
otros elementos o fue fabricado en otro sitio. Y por ultimo tenemos el acero 8615 cuyas aleaciones son
Cr-Ni-Mo; donde el principal elemento aleante es el molibdeno según la imagen del 8615 tiene
impurezas gruesas tipo alúmina.
2. Identificación de microconstituyentes del acero.
ACERO 1020
Acero 8615
Microestructura obtenida en el
(Para cada acero)
Acero 1045
Microestructura obtenida en el laboratorio reafirman que estamos trabajando con un acero SAE 1045,
(Para cada acero) así lo muestra el contenido de ferrita y de la perlita laminar
Acero 1060
Microestructura obtenida en el laboratorio
Acero 4140
Microestructura obtenida en el laboratorio Microestructura del acero en estado de entrega a 200x
http://www.revista.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/13039/13686
Acero 4340
Observaciones
El acero 1020 tiene 15% de perlita y 85% de ferrita; por lo general aceros con perlita se los nombra
hipoeutectoide menor a 0.8 % de carbono, es un acero de bajo carbono y se caracteriza de tener poca
resistencia a la tracción.
El acero 8615 son aceros para cementación, es el de mas bajo perlita 10% de perlita y el de mas
contenido de ferrita de 90% y es un acero de alta aleación y los granos de perlita son como manchas
dispersas.
El acero 1045 es un acero de 70 % de perlita y 30 % de ferrita, tiene granos de perlita demasaidos
grandes y diferencia del 1060 tiene granos mas pequeños y su contenido de perlita es de mayor
cantidad que el 1045 ósea que en los aceros aleados entre mas contenido de carbono es menor el
contenido de perlita.
Acero 1060 como sabemos es un acero de alto carbono; este acero lo utilizamos para incrementar la
resistencia al desgastes lo que quiere decir es que tiene bastante dureza
3. Comportamiento de la dureza
Observaciones
En los aceros en estado de entrega podemos observar que el acero de menor dureza es el 8615 con acero
con elementos aleados, por el bajo contenido de contenido de carbono; y el siguiente es el 1020, porque
tiene mas carbono y así sucesivamente con los aceros al carbono 1045 1060 y en los otros aceros con
elementos aleados 4140 y 4340 vemos que tiene el mismo contenido de carbono. El 4140 tiene Cr-Mo y
4340 tiene CR-NI-Mo vemos que el Ni reduce la resistencia.
4. Conclusiones generales
Según las imágenes esto concluye con el diagrama TTT se cumple; que entre más carbono hay más
perlita y el acero 1060 es que el contiene mas carbono de 0.6 % C y por la tanto tiene 85% de perlita. En
los aceros 4340 y 8615 estos aceros tienen los mismos elementos aleados pero a diferencia que el 8615
tiene menos contenido de carbono 15% C y esto concluye de que tiene menos perlita 15%.
PRÁCTICA #3
INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN LOS MICROCONSTITUYENTES Y LA DUREZA DE LOS ACEROS AISI-SAE 1020, 8620, 1045, 1060, 4140 Y 4340.
OBJETIVO GENERAL
Analizar el comportamiento de los microconstituyentes y la dureza de aceros AISI-SAE 8620, 1045, 1020, 1060, 4140 y 4340 cuando son sometidos a tratamientos térmicos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender a realizar y practicar los tratamientos térmicos convencionales como el temple. Analizar el comportamiento presentado en los microconstituyentes y en la dureza de los aceros
luego de ser sometidos al temple.
MARCO TEÓRICO
Ningún otro sistema de aleación tiene la importancia industrial del sistema hierro-carbono, los aceros son inigualables en cuanto a la amplitud de su utilización y a la diversidad de propiedades que ofrecen al ingeniero, estas propiedades se logran principalmente mediante los tratamientos térmicos, dentro de los tratamientos térmicos de mayor uso industrial en la región se destaca el normalizado, el recocido, el temple y revenido y la cementación sólida.Es por esto importante para el ingeniero entender el proceso, identificando las principales variables y conociendo los rangos de utilización de cada una según el tipo de material utilizado. Todo esto de modo que pueda no solo utilizarlo para mejorar las propiedades de los aceros, sino también para evitar posibles dificultades que pudieran surgir cuando estos son calentados y enfriados como fases accidentales de otras operaciones.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Se utilizarán probetas de los siguientes aceros:
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
ACERO AISI-SAE 1045
ACERO AISI-SAE 1060
ACERO AISI-SAE 8620
ACERO AISI-SAE 4140
2. Reactivo de ataque químico (nital 2%)
2 ml HNO3
98 ml Alcohol
3. Equipo metalográfico
Cortadora de disco
Encapsuladora
Pulidora
Microscopio óptico
Cámara fotográfica
4. Durómetro.
PROCEDIMIENTO
1. Introducir en el horno las probetas de cada acero.
2. Alcanzar la temperatura de austenización de 9000C.
3. Sostener la temperatura de austenizacion durante 30 minutos.
4. Sacar las probetas del horno y enfriarlas en agua.
5. Medición de durezas a lo largo del radio de las probetas.
6. Preparar la probeta por cada acero para observación metalografica.
7. Registrar las imágenes mediante el método fotográfico.
8. Observaciones y conclusiones.
TOMA DE DATOS
A. Materiales utilizados en la práctica:
1 ACERO AISI-SAE 1020
2 ACERO AISI-SAE 8615
3 ACERO AISI-SAE 1045
4 ACERO AISI-SAE 1060
5 ACERO AISI-SAE 4140
6 ACERO AISI-SAE 4340
B. Toma de dureza de los aceros en estado de temple
CONVERSIÓN DE HRC A HB:
http://www.metalravne.com/selector/calculators/hardness/hardness_table.html
CNVERSIÓN DE HRB A HB:
http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/128_ESN_HTML.htm
Tratamientotérmico
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Templado 94,3 HRB 29 HRC 56,75 HRC
51,5 HRC 53,25 HRC
42,75HRC
A. Toma de dureza de los aceros en estado de temple
MATERIAL DUREZA (HRC) u otra
Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Promedio
1 196,5
2 274
3 398,5
4 510
5 536,25
6 395
B. Observación de los microconstituyentes de los aceros:
MATERIAL MICROCONSTITUYENTES MAGNIFICACIÓN
1 Perlita (70%) y Ferrita (30%) 200x
2 Perlita (10%) y Ferrita (90%) 200x
3 Perlita (40%) y Ferrita (60%) 200x
4 Perlita (80%) y Ferrita (20%) 200x
5 Perlita (85%) y Ferrita (15%) 200x
6 Ferrita (35%) y Perlita (65%) 200x
ANALISIS DE RESULTADOS
a. Comportamiento de la dureza
Observaciones
La dureza en estado de temple aumenta en comparación con el estado de entrega, lo cual es lógico ya que
un acero al ser templado es para aumentar su dureza lo que lleva que sea más resistente. En algunos casos
duplica la dureza en estado de entrega del acero
b. Identificación de microconstituyentes del acero.
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Fig. 107 0.20% C de acero, el agua apaga. La estructura es martensita
liston. 8% de Na2S205. 500x.
.
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
.
Microestructura obtenida en el laboratorio (para cada acero) Microestructura obtenida del ASM
Handbook (para cada acero)
Observaciones
Las imágenes obtenidas del handbook y de internet al tener más aumento en el microscopio a la hora de
tomar la foto, muestran las propiedades de cada acero más detallado, mas claro, más preciso.
Al comparar las 2 fotos del mismo acero se aprecia que cada acero no exactamente igual, pero si son muy
parecidas las fotos.
3. Conclusiones generales
Las durezas de los aceros en estado de temple aumentan en comparación con los otros tratamientos
térmicos, o con el estado de entrega del material. En algunos casos, la dureza Brinell del material duplica a la
del mismo material en estado de entrega, corroborando lo aprendido que cuando se le realiza un temple a
un acero este aumenta la dureza de forma significativa.
PRÁCTICA #4
INFLUENCIA DEL REVENIDO EN LOS MICROCONSTITUYENTES Y LA DUREZA EN LOS ACEROS AISI-SAE 1020, 8620, 1045, 1060, 4140 Y 4340.
OBJETIVO GENERAL
Analizar el comportamiento de los microconstituyentes y la dureza de los aceros AISI-SAE 1020,8620, 1045, 1060, 4140 Y 4340 todos previamente templados, cuando son sometidos a tratamientos térmicos como el revenido.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Aprender a realizar y practicar los tratamientos térmicos convencionales como el revenido.2. Analizar el comportamiento presentado en los microconstituyentes y en la dureza de los aceros,
luego de ser sometido a tratamiento térmico de revenido.
MARCO TEORICO
Los aceros después del temple suelen quedar generalmente demasiado duros y frágiles para los usos que van a ser destinados. Estos inconvenientes se corrigen por medio del revenido que es un tratamiento que consiste en calentar un acero a una temperatura mas baja que su temperatura critica inferior A1, enfriándolo luego generalmente al aire y otras veces en aceite o agua, según la composición. El objeto del revenido no es eliminar los efectos del temple sino modificarlos, disminuyendo la dureza y resistencia, aumentando la tenacidad y eliminando también las tensiones internas que tienen siempre los aceros templados.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Se utilizarán probetas de los siguientes aceros:
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
ACERO AISI-SAE 1045
ACERO AISI-SAE 1060
ACERO AISI-SAE 8620
ACERO AISI-SAE 4140
2. Reactivo de ataque químico (nital 2%)
C. 2 ml HNO3
D. 98 ml Alcohol
3. Equipo metalográfico
Cortadora de disco
Encapsuladora
Pulidora
Microscopio óptico
Cámara fotográfica
4. Durómetro.
PROCEDIMIENTO
1. Preparar las probetas para realizar tratamiento térmico.
2. Introducir en el horno una probeta de cada acero.
3. Alcanzar la temperatura de 4000C.
4. Sostener la temperatura durante 30 minutos.
5. Sacar las probetas del horno y enfriarlas al aire.
6. Medición de durezas a lo largo del radio de las probetas.
7. Preparar una probeta por cada acero para observación metalográfica.
8. Registrar las imágenes mediante el método fotográfico.
9. Observaciones y conclusiones.
TOMA DE DATOS
A. Materiales utilizados en la práctica:
1. AISI 1020
2. AISI 8615
3. AISI 1045
4. AISI 1060
5. AISI 4140
6. AISI 4340
A. Toma de dureza de los aceros en estado de revenido
CONVERSIÓN DE HRC A HB:
http://www.metalravne.com/selector/calculators/hardness/hardness_table.html
CNVERSIÓN DE HRB A HB:
http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/128_ESN_HTML.htm
Tratamientotérmico
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Revenido 92,5 HRB 97,75 HRB
39,16 HRC
44,83 HRC
34,66HRC 40,25 HRC
MATERIAL DUREZA (HRC) u otra
Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Promedio
1 187,91HB
2 216,25HB
3 364,6 HB
4 421,3 HB
5 325,6 HB
6 375,5HB
C. Observación de los microconstituyentes de los aceros:
MATERIAL MICROCONSTITUYENTES MAGNIFICACIÓN
1 Martensita (50%), Perlita (30%), Austenita (20%) 200x
2 Martensita (20%), Austenita (40%), Perlita (40%) 200x
3 Martensita (70%), Perlita (18%), Austenita (12%) 200x
4 Perlita (30%), Martensita (60%), Austenita (10%) 200x
5 Martensita (60%), Perlita (25%), Austenita (15%) 200x
6 Martensita (30%), Perlita (40%), Austenita (30%) 200x
ANALISIS DE RESULTADOS
a. Comportamiento de la dureza
Observaciones
La dureza durante el revenido es más alta que la dureza del material en estado de entrega, pero disminuye
en comparación con la dureza del temple. Generalmente se puede decir que con la temperatura ascendente
de revenido, aumentan la elasticidad y alargamiento y disminuyen la resistencia y la dureza obtenidas en el
temple.
2. Identificación de microconstituyentes del acero
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Observaciones
Las imágenes sacadas del handbook están con más aumento, es por esto, que se puede apreciar mas
fácilmente la cantidad de Martensita, Perlita que tiene la microestructura del acero, mientras que las
imágenes dadas están todas a 200x.
3. Conclusiones generales
El revenido mejora otras propiedades del material reduciendo la fragilidad, disminuyendo la dureza
ligeramente. El revenido tiene como fin disminuir la elevada fragilidad producida por el temple anterior, así
como proporcionar a los aceros una cierta tenacidad, a la vez que se eliminan o disminuyen las tensiones
producidas por el temple.
PRÁCTICA #5
INFLUENCIA DEL RECOCIDO EN LOS MICROCONSTITUYENTES Y LA DUREZA DE LOS ACEROS AISI-SAE 1020, 8620, 1045, 1060, 4140 y 4340.
OBJETIVO GENERAL
Analizar el comportamiento de los microconstituyentes y la dureza de los aceros cuando son sometidos a tratamientos térmicos como el recocido de homogeinización.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender a realizar y practicar los tratamientos térmicos convencionales de recocido Analizar el comportamiento presentado en los microconstituyentes y en la dureza de los aceros,
luego de ser sometido a tratamiento térmico de recocido.
MARCO TEORICO
El objetivo principal del recocido es ablandar el hacer; otras veces se desea además regenerar su estructura o eliminar tensiones internas. Consiste en calentamientos a temperaturas adecuadas, seguidos generalmente de enfriamientos lentos. Las diferentes clases de recocido que se emplean en la industria se pueden clasificar en tres grupos: Recocidos con austenización completa, recocidos subcríticos y recocidos con austenizacion incompleta.
Recocido de austenizacion completa o de regeneración: En este caso el calentamiento se hace a una temperatura ligeramente más elevada que la critica superior y luego el material se enfría muy lentamente. Sirve para ablandar el acero y regenerar su estructura
Recocidos subcríticos: El calentamiento se hace por debajo de la temperatura critica inferior, no teniendo tanta importancia como en el caso anterior la velocidad de enfriamiento, pudiendo incluso enfriarse el acero al aire sin que se endurezca. Por medio de este tratamiento se eliminan las tensiones del material y se aumenta su ductilidad.
Recocido de austenizacion incompleta: Son tratamientos que se suelen dar a los aceros al carbono o aleados, de mas de 0.50% de carbono, para ablandarlos y mejorar su maquinabilidad. Consisten en calentamientos prolongados a temperaturas intermedias entre la crítica superior y la inferior, seguidos siempre de un enfriamiento lento.
El fin que se persigue con estos recocidos es obtener la menor dureza posible y una estructura favorable para el mecanizado de las piezas.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Se utilizaran probetas de los siguientes aceros:
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
ACERO AISI-SAE 1045
ACERO AISI-SAE 1060
ACERO AISI-SAE 8620
ACERO AISI-SAE 4140
2. Reactivo de ataque químico (nital 2%)
E. 2 ml HNO3
F. 98 ml Alcohol
3. Equipo metalográfico
Cortadora de disco
Encapsuladora
Pulidora
Microscopio óptico
Cámara fotográfica
4. Durómetro.
PROCEDIMIENTO
A. Preparar las probetas para realizar tratamiento térmico.
B. Introducir en el horno una probeta de cada acero.
C. Alcanzar la temperatura de 9000C.
D. Sostener la temperatura durante 30 minutos.
E. Apagar el horno dejando las probetas dentro de él hasta que se enfríen totalmente.
F. Sacar loa probetas del horno y realizar medición de durezas a lo largo del radio de las probetas.
G. Preparar una probeta por cada acero para observación metalográfica.
H. Registrar las imágenes mediante el método fotográfico.
I. Observaciones y conclusiones.
TOMA DE DATOS
A. Materiales utilizados en la práctica:
1. AISI 1020
2. AISI 8615
3. AISI 1045
4. AISI 1060
5. AISI 4140
6. AISI 4340
Toma de dureza de los aceros en estado de recocido
CNVERSIÓN DE HRB A HB:
http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/128_ESN_HTML.htm
Tratamientotérmico
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Recocido 70,3 HRB 77,83 HRB
85 HRB 79,75 HRB
88,83HRB 291,51HB
MATERIAL DUREZA (HRC) u otra
Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Promedio
1 121,75 HB
2 138,375HB
3 42,4 HB
4 143,375 HB
5 169,41 HB
6 291,5HB
B. Observación de los microconstituyentes de los aceros:
MATERIAL MICROCONSTITUYENTES MAGNIFICACIÓN
1 Ferrita (85%), Perlita (15%) 200x
2 Perlita (12%), Ferrita (88%) 200x
3 Perlita (65%), Ferrita (35%) 200x
4 Ferrita (20%), Perlita (80%) 200x
5 Ferrita (25%), Perlita (75%) 200x
6 Perlita (60%), Ferrita (40%) 200x
ANALISIS DE RESULTADOS
a. Comportamiento de la dureza
Observaciones
En el recocido se quiere es disminuir la dureza del material lo que mas se pueda para tener un acero de baja
dureza y baja resistencia. La estructura distorsionada en frio retorna a una red libre de tensiones lo cual se
obtiene aplicando calor.
3. Identificación de microconstituyentes del acero.
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Comparación de la microestructura obtenida en el laboratorio con las microestructuras del libro
ASM Handbook (o de otro medio)
Observaciones
Se observa que la microestructura del handbook no es toda del mismo aumento, es decir, cada
microfotografía de cada acero es más cercana o más lejana para que se vea mejor la ferrita o perlita.
Mientras las fotos son al mismo aumento es por eso, que se ven la misma cantidad para los diferentes
aceros (cada uno con sus componentes).
3. Conclusiones generales
A un acero se le realiza el tratamiento térmico del recocido para liberar tensiones internas en el acero y
destruir ciertos estados anormales de los metales, que adquieren así una mayor plasticidad y pueden ser
trabajados más fácilmente.
PRÁCTICA #6
INFLUENCIA DEL NORMALIZADO EN LOS MICROCONSTITUYENTES Y LA DUREZA EN LOS ACEROS AISI-SAE 1020, 8620, 1045, 1060, 4140 Y 4340.
OBJETIVO GENERAL
Analizar el comportamiento de los microconstituyentes y la dureza de los aceros cuando son sometidos a tratamientos térmicos como el normalizado.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender a realizar y practicar el tratamiento térmico de normalizado. Analizar el comportamiento presentado en los microconstituyentes y en la dureza de los aceros,
luego de ser sometido al tratamiento térmico de normalizado.
MARCO TEÓRICO
El normalizado es uno de los tratamientos térmicos más fáciles de efectuar. Se utiliza lo mismo para piezas
fundidas, forjadas o mecanizadas y sirve para afinar la estructura y eliminar las tensiones que suelen
aparecer en la solidificación, forja o en otras operaciones posteriores. Como el nombre lo indica se da este
tratamiento a los aceros para que queden con los microconstituyentes y características que puedan
considerarse normales o propios de su composición. Se efectúa no solo después de su laminación o forja
sino después de sobrecalentamientos o enfriamientos hechos en malas condiciones y siempre que se quiere
destruir los efectos de cualquier calentamiento o tratamiento anterior.
Consiste en calentar a los aceros a una temperatura superior a la crítica, para que pasen al estado
austenítico y dejar luego enfriar las piezas al aire tranquilo. En el normalizado la velocidad es más lenta que
en el temple y mas rápida que en el recocido.
MATERIALES Y EQUIPOS
1. Se utilizarán probetas de los siguientes aceros:
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
ACERO AISI-SAE 1045
ACERO AISI-SAE 1060
ACERO AISI-SAE 1020
ACERO AISI-SAE 4340
2. Reactivo de ataque químico (nital 2%)
G. 2 ml HNO3
H. 98 ml Alcohol
3. Equipo metalográfico
Cortadora de disco
Encapsuladora
Pulidora
Microscopio óptico
Cámara fotográfica
4. Durómetro.
PROCEDIMIENTO
1. Preparar las probetas para realizar tratamiento térmico.
2. Introducir en el horno una probeta de cada acero.
3. Alcanzar la temperatura de 9000C.
4. Sostener la temperatura durante 30 minutos.
5. Realizar el enfriamiento de las probetas al aire
6. Realizar medición de durezas a lo largo del radio de las probetas.
7. Preparar una probeta por cada acero para observación metalográfica.
8. Registrar las imágenes mediante el método fotográfico.
9. Observaciones y conclusiones.
TOMA DE DATOS
A. Materiales utilizados en la práctica:
1. AISI 1020
2. AISI 8615
3. AISI 1045
4. AISI 1060
5. AISI 4140
6. AISI 4340
Toma de dureza de los aceros en estado de normalizado
Toma de dureza de los aceros en estado de recocido
CNVERSIÓN DE HRB A HB:
http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/128_ESN_HTML.htm
Tratamientotérmico
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Normalizado 70.83 HRB
84,33 HRB
88,75 HRB
319,8 HB 326,89HB 439,45HB
MATERIAL DUREZA (HRC) u otra
Toma 1 Toma 2 Toma 3 Toma 4 Promedio
1 122,75HB
2 156,65 HB
3 171,96HB
4 319,8HB
5 326,89 HB
6 439,45
C. Observación de los microconstituyentes de los aceros:
MATERIAL MICROCONSTITUYENTES MAGNIFICACIÓN
1 Ferrita (82%), Perlita (18%) 200x
2 Perlita (35%), Ferrita (65%) 200x
3 Ferrita (30%), Perlita (70%) 200x
4 Perlita (31%), Ferrita (69%) 200x
5 Ferrita (55%), Perlita (45%) 200x
6 Perlita (15%), Ferrita (85%) 200x
ANALISIS DE RESULTADOS
a. Comportamiento de la dureza
Observaciones
Como el acero viene perdiendo dureza después del temple para ir mejorando sus propiedades físicas, como
el alivio de tensiones internas, mayor fragilidad, más tratable, entre otras.
Con el normalizado vuelve a disminuir su dureza para dar un acero más fuerte y más duro que el obtenido
con el recocido total.
2. Identificación de microconstituyentes del acero.
Acero 1020
Acero 8615
Acero 1045
Acero 1060
Acero 4140
Acero 4340
Comparación de la microestructura obtenida en el laboratorio con las microestructuras del libro
ASM Handbook (o de otro medio)
Observaciones
Las microfotografías obtenidas del libro ASM Handbook son mucho mas finas, gracias a que tienen mayos
aumento a las fotografías que se dan para realizar este laboratorio. En las microfotografías se puede
distinguir la perlita de la ferrita en los diferentes aceros normalizados.
3. Conclusiones generales
El normalizado es la estructura que surge después del calentamiento hasta las temperaturas que
correspondan a la zona de austenita y enfriamiento en el aire, se consideran normal en el acero. La
normalización corresponde a un recocido supercrítico con enfriamiento al aire.
El acero normalizado tiene resistencia y tenacidad un poco más alta y una maquinabilidad más baja que el
acero recocido.