transformacion solido solido

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Metalografia

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  • Universidad Nacional Experimental Politcnica

    Antonio Jos de Sucre

    Vicerrectorado de Barquisimeto

    Departamento de Ingeniera Metalrgica

    Laboratorio de Metalurgia Fsica

    Transformaciones Slido-Slido

    Bachilleres:

    Vanessa Rivero. CI: 20.044.690

    Jos Alfaro. CI: 20.016.461

    Arantza Manrique. CI: 20.640.994

    Yesmir Sira. Ci: 21.054.722

    Sthefany Marquina. CI: 20.323.484

    Jos Colmenarez. CI: 18.432.814

    Profesor:

    Grecia Romero

    Barquisimeto, Noviembre de 2014.

  • PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

    1. Se encendi el horno y se llevo a la temperatura de 860 C.

    2. Se ubicaron las probetas a estudiar, las cuales fueron 3 de forma cilndrica de una

    aleacin de 1045.

    3. Posteriormente cuando el horno llego a la temperatura deseada se introdujeron las

    3 probetas a estudiar y una probeta adicional la cual se usara como calentador del

    termopar tipo K, estas probetas se dejaron en el horno durante 30 minutos para

    dar tiempo que estas llegaran a la temperatura deseada.

    4. Luego transcurrido el tiempo se saco la probeta que se usara como calentador y

    se coloco en el termopar para que este se pre-calentara hasta la temperatura que

    tienen las probetas de estudio en el horno.

    5. Se saco la probeta 1 y seguidamente se quito el calentador del termopar para asi

    colocar dicha probeta en el termopar para ser enfriada al aire (enfriamiento

    normalizado o aire quieto ambiental) y la mquina graficadora de seales traz la

    curva de enfriamiento correspondiente, el calentador se coloco de nuevo en el

    horno para que esta se calentara de nuevo. Ya graficada la curva de enfriamiento

    se retiro la probeta 1 y se procedi a realizar el paso n4.

    6. Luego se saco la probeta 2 y seguidamente se quito el calentador del termopar

    para as colocar dicha probeta en el termopar para ser enfriada con un secador

    (conveccin forzada con aire) y la maquina graficadora procedi a graficar la

    respectiva curda de enfriamiento, el calentador se coloco de nuevo en el horno

    para que esta se calentara de nuevo.

    7. Ya graficada la curva de enfriamiento se retiro la probeta 3 y se procedi a realizar

    el paso n4.

    8. Se saco la probeta 3 y seguidamente se quito el calentador del termopar para asi

    colocar dicha probeta en el termopar para ser enfriada con agua (temple realizado

    con agua a temperatura ambiente) y la mquina graficadora de seales traz la

    curva de enfriamiento correspondiente. Cabe destacar el que la probeta no se

    enfrio por inmersin en agua, sino que fue realizado por un chorro variable de

    agua sobre la probeta.

    9. Luego de que a las 3 probetas se le realizo los diferentes tratamientos trmicos, se

    procedi a realizarle la preparacin y estudio metalografico.

    10. Posteriormente se tomaron fotografas a cada muestra (50x, 1000x) para su

    anlisis.

  • RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

    ENFRIAMIENTO FORZADO

    FIG.1 Micrografa de acero 1045, enfriada con secador (conveccin forzada),

    atacada con Nital 2%, aumento 50x.

    FIG.2 Micrografa de acero 1045, enfriada con secador (conveccin forzada),

    atacada con Nital 2%, aumento 1000x

    Ferrita Pro-

    Eutectoide

    Perlita

    Espaciamiento

    interlaminar

  • ENFRIAMIENTO AL AIRE QUIETO

    FIG.3 Micrografa de acero 1045, enfriada al ambiente (normalizado aire quieto),

    atacada con Nital 2%, aumento 50x.

    FIG.4 Micrografa de acero 1045, enfriada al ambiente (normalizado aire quieto),

    atacada con Nital 2%, aumento 1000x.

    Perlita

    Ferrita Pro-

    Eutectoide

  • ENFRIAMIENTO CON AGUA (TEMPLE)

    FIG.5 Micrografa de acero 1045, enfriada con agua (temple), atacada con Nital

    2%, aumento 50x.

    FiG.6 Micrografa de acero 1045, enfriada con agua (temple), atacada con Nital

    2%, aumento 1000x.

    Austenita retenida

    Martensita

  • Enfriamiento con aire Forzado:

    Observando la fig1, podemos darnos cuenta, que como la probeta se enfri

    rpidamente (en la zona que haba ferrita y austenita), entonces se form poca

    ferrita proeutectoide y mayor austenita remanente, quien se transform en perlita.

    Igualmente observamos que los ndulos de perlita de esta probeta tienen un buen

    tamao, el que ms adelante se comparar con el tamao de los ndulos de

    perlita de la probeta enfriada al aire quieto.

    En la fig2 podemos distinguir el espaciamiento interlaminar, que es considerado

    pequeo, debido a que la velocidad de enfriamiento es rpida, es decir, las

    lminas estn juntas una de la otra.

    Se le hizo un estudio de dureza la cual arrojo una dureza de 14 rockwell c.

    Enfriamiento con aire quieto:

    En este tipo de enfriamiento ocurre lo contrario que lo que sucedi al aire forzado,

    como la solidificacin es un poco ms lenta, el rango de temperatura que

    comprende la crtica superior y la crtica inferior es atravesado ms lentamente y

    hay ms tiempo para la difusin del carbono, lo que ocasiona que se forme mas

    ferrita proeutectoide y menos austenita remanente.

    En la fig.3 podemos evidenciar lo anterior, donde observamos mayor proporcin

    de ferrita proeutectoide y menos perlita, la cual es producto de la austenita

    remanente.

    Detallamos igualmente que los ndulos de perlita son ms pequeos que los

    ndulos de perlita producto del aire forzado (comparando fig1 y fig2).

    En la fig4 observamos que el espaciamiento interlaminar es un poco ms vistoso,

    es decir, las lminas estn ms separadas si las comparamos con la fig2, esto es

    producto del enfriamiento lento.

    Se le hizo un estudio de dureza la cual arrojo una dureza de 9,5 rockwell c la cual

    es ms baja que la de la probeta enfriada con aire forzado por su mayor tiempo de

    enfriamiento.

  • Enfriamiento con agua:

    Este fue un enfriamiento brusco o tratamiento de temple, se busc la

    transformacin de la austenita en martencita, como vemos en la fig5, esta

    microestructura no present los mismos constituyentes que los del aire quieto y

    forzado (fig1 y fig2), lo que se evidencia en este caso es una gran proporcin de

    austenita (clara) y se observa tambin la martencita (oscura).

    En la fig6 observamos que no se form perlita, debido a q no se dio tiempo para la

    difusin, solo vemos austenita retenida y martencita, el espaciamiento interlaminar

    es casi imperceptible.

    Tengamos en cuenta el diagrama Hierro-Carbono, en el diagrama ubicaremos

    nuestra aleacin acero 1045 (alrededor de 0.45% de C), aunque para nuestro

    caso ninguno de los enfriamientos fue en el equilibrio, nos debe dar valores

    aproximados en cuanto a la temperaturas de las transformaciones solido-solido

    que se dan en estos experimentos.

    Se le hizo el estudio de dureza la cual arrojo una dureza de 52 rottwell c. Por el

    cual esta probeta presenta la dureza ms alta debido a mayor velocidad de

    enfriamiento.

  • 0.45 A la temperatura en la que fueron calentadas

    Las probetas en el horno (860 C) se ubica en la

    Zona de la austenita() en este punto se encuentra

    100% austenita.

    Analizamos ahora los puntos de las transformaciones dadas.

  • CURVAS DE ENFRIAMIENTO

    Grafica n1 ( Enfriado quieto)

    X= 1mm/seg

    Y= 2mv/cm

    Punto 1: X = 0.6 cm ; Y = 15.6 cm

    Punto 2: X = 4.6 cm ; Y = 13.1 cm

    Punto 3: X = 7.6 cm ; Y = 12.5 cm

    Punto 4: X = 10.5 cm : Y = 12.3 cm

    - Punto 1:

    Y = 15.6 cmx2 mV

    cm= 31.2 mV

    Por tabla sabemos que:

    Y= 749 C ; As.

    T1=749 C+30 C = 779 C

    1

    2

    3 4

  • X1=0.6 cm x10 mm

    1 cm x

    1 seg

    1 mm=6 seg

    P1=(6seg, 779 C).

    - Punto 2:

    Y=13.1 cm x 2mV

    cm=26.2 mV

    Por tabla tenemos que:

    Y= 630 C; As

    T2=630 C+30 C=660 C

    X2=4.6 cm x10 mm

    1 cm x

    1 seg

    1 mm=46 seg

    P2=(46 seg, 660 C)

    - Punto 3:

    Y= 12.5 cm x 2mV

    cm=25 mV

    Por tabla tenemos que:

    Y= 602 C; As

    T3=602 C+30 C=632 C

    X3=7.6 cm x10 mm

    1 cm x

    1 seg

    1 mm=76 seg

    P3=(76 seg, 632 C)

    - Punto 4:

    Y = 12.3 cmx2 mV

    cm= 24.6 mV

    Por tabla sabemos que:

  • Y= 593 C ; As.

    T4=593 C+30 C = 623 C

    X4=10.5 cm x10 mm

    1 cm x

    1 seg

    1 mm=105 seg

    P4=(105seg, 623 C).

    Pto1. Temperatura inicial registrada por el termopar. Aprox. 779C. Estimamos

    que prcticamente todo es austenita (100%)

    Pto2. Comienza la formacin de ferrita proeutectoide. Aprox 660C.

    Pto4. Inicio de la transformacin austenita a perlita. Aprox 623C.

    Grafica n2 ( Aire Forzado)

    1

    2 3

  • X= 2mm/seg

    Y= 2mv/cm

    Punto 1: X = 1.2 cm ; Y = 15.5 cm

    Punto 2: X = 5.3 cm ; Y = 12.3 cm

    Punto 3: X = 8.8 cm ; Y = 11.6 cm

    - Punto 1:

    Y = 15.5 cmx2 mV

    cm= 31 mV

    Por tabla sabemos que:

    Y= 744 C ; As.

    T1=744 C+30 C = 774 C

    X1=1.2 cm x10 mm

    1 cm x

    1 seg

    2 mm=6 seg

    P1=(6seg, 774 C).

    - Punto 2:

    Y=12.3 cm x 2mV

    cm=24.6 mV

    Por tabla tenemos que:

    Y= 593