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OBJETIVOS
• Comprender cómo los diferentes tratamientos térmicos,
pueden influir en las propiedades finales de un material y por
ende en las aplicaciones que éste puede tener a nivelindustrial.
• Establecer los parámetros principales en el tratamiento térmico
que garanticen un resultado óptimo en las propiedades
mecánicas del material a tratar.• Diseñar un tratamiento térmico donde se pueda obtener una
fase totalmente martensítica en el acero suministrado.
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Introducción
Acero AISI 4340El acero !"! #$#%, es un acero aleado con cromo, níquel y
molibdeno& estos aleantes en con'unto con un tratamiento
térmico, le proporcionan alta dure(a y resistencia mecánica a esta
aleación, lo que la )ace un material ideal en aplicaciones donde
puede estar sometida a grandes esfuer(os mecánicos, como e'es
de transmisión de potencia.
*abla +. Composición química acero !"! #$#%
Tipo de acero C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Cu
!"! #$#% %,$ %,-$ %,$ %,%++ %,%$/ +,0 %,-+$ +,#1- %,%%0$ %,%%#- %,+#$
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INFLUENCIA DE LOS ALEANTES
•2os elementos de aleación son muyimportantes pues son estos los quemodifican el comportamiento de losmetales a altas temperaturas.
El manganeso y el molibdeno son loselementos que poseen una alta influenciaen la templabilidad. 2a acción del cromoes apro3imadamente sólo un 1%4comparada con los elementos manganesoy molibdeno& la de silicio es sólo un $%4
y el níquel en la solo del +/ 4 entemplabilidad.
• 5ota6 los elementos formadores decarburos disminuyen la templabilidad.
7igura +. !nfluencia de los elementos de
aleación en la templabilidad
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OTROS TRATAMIENTOS TERMICOS
PARA EL AISI-SAE 4340
• 5ormali(ado
Consiste en la disminución, afinamiento y
producción de una distribución de tamaño más
)omogénea de los granos de perlita . "e reali(a
calentando entre 10% o %% 8C.
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TRATAMIENTO TÉRMICO
7igura -. Diagrama de fases 7e9C. *omado de *ermodinámica Computacional.
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TRATAMIENTO TÉRMICO
7igura $. Diagrama *** para cero !"! #$#%. tomado de t)yssen:rupp aceros y
servicios
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TRATAMIENTO TÉRMICO
7igura #. Diagrama CC* para acero !"! #$#%. tomado de t)yssen:rupp aceros y servicios.
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TRATAMIENTO TÉRMICO
;bservando los Diagramas *** y CC* del acero !"! #$#% se
estableció el siguiente ciclo de temple y revenido.
• *emperatura de usteni(acion6 una temperatura de 1/% 8C
sosteniendo por -% minutos.
• <edio de Enfriamiento para el *emple6 ceite.
•
=evenido6 una temperatura de -/% C8 sosteniendo por - )oras.Enfriamiento dentro del )orno.
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TEMPLABILIA EL ACERO
De acuerdo con <. >rossman y partiendo de la
composición química correspondiente al acero
suministrado se encontró que6
Di? 1,%$@@?-%%mm.
5o fue posible calcular la curva Aominy debido a
que solo se encuentran valores )asta un diámetro
crítico de 0@@."egBn la literatura, materiales con Di elevados
poseen muy buena templabilidad.
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TEMPLABILIA EL ACERO
"egBn la norma !"!9"E
el acero #$#% posee la
siguiente composición
química6
*omando los porcenta'es
mínimos se encontró que6
Di? #,$@@
0.00 10.00 20.00 30.00 40.000.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
Curva Jominy para un acero 4340
Distancia al extremo templado, mm
Dureza, !c
7igura /. Curva Aominy calculada para
un acero !"! #$#% con Di?#,$@@
*abla -. Composición química teórica !"!
#$#%.
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C!RVA E REVENIO
7igura . Dure(a de las martensitas )ierro9carbono. *omado *ecnología de
los *ratamientos *érmicos
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RESULTADOS DEL TRATAMIENTO
TERMICO
"e )i(o un análisis
metalográfico a tres estados
del acero #$#%6 Estado de
entrega, templado, templadoy revenido.
Entrega <artensita
revenida
*emple
<artensita=evenido <artensita
revenida
7igura 0. <etal andboo:. !"! #$#%enfriado en aceite desde 1#$8C y
revenido a $+8C. /%%3
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!RE"A
"e midió microdure(a en un microdurómetro ")imad(u
<9> -%D* empleando una carga de +,/ g.
Estado HV HRc Desiaci!n Est"ndar
Entre#a $%/,1 $%,# , +,-
Te$p%e /1/, /#,+ +%,/ %,
Reenido /+-,% #, /,$ %,#
*abla $. <icrodure(as del acero #$#% en sus diferentes estados
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CONCLUSIONES
• 2as diferentes composiciones químicas de los
aceros, y sus respectivos aleantes son los que
ayudan a determinar y proceder en la elección
de un adecuado tratamiento térmico, pues son
estos los que forman el parámetro fundamental
en la obtención de la microestructura y fasesdeseadas y con ello las propiedades mecánicas
finales.
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• 2os diagramas *** y CC* son de vital importancia
como ayuda en la planeación, diseño y determinación
de parámetros para un tratamiento térmico.• El acero !"!9"E #$#% es un acero de alta
templabilidad por sus diferentes aleantes y
composiciones, esta afirmación se corroboró de
manera e3perimental y reali(ando los cálculos
pertinentes para la curva de Aominy.
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• *omando en cuenta los valores obtenidos de dure(a para las
muestras en las diferentes etapas del tratamiento térmico, se
puede inferir que el temple reali(ado cumplió con el ob'etivo
de aumentar la dure(a del acero, sin embargo el revenido,
como tratamiento térmico para aliviar tensiones tal ve( no fue
el mas efectivo ya que se reali(o a una temperatura inferior a
la optima para la liberación de tensiones internas.
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• 2os resultados e3perimentales obtenidos en las
micrografías se aseme'an a los reportados en la
literatura, lo que nos da un indicativo de un buen diseño del tratamiento térmico, sin
embargo se debe de tener en cuenta otras
consideraciones como el estado de entrega,tiempo y temperatura para me'orar y a'ustar
dic)o tratamiento.