viernes, 21 de noviembre de 2008
ENSAYOS DE COMPRESION EN PROBETAS DE ACERO Y BRONCE Y EN RESORTES
ENSAYO DE COMPRESION
ENSAYOS MECANICOS
TracciónCompresión
FlexiónTorsiónSoldaduras.
ENSAYO DE COMPRESION
ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.
El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico.
En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta.
Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente.
PROBETAS PARA COMPRESIÓN DE METALES
En los ensayos de compresión, la forma de la probeta tiene gran influencia, por lo que todos ellos son de dimensiones normalizadas.
El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer, como dijimos, un estado de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material, la influencia de estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta, razón por la cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas, las que se limitan, para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo.
Algunos materiales exhiben un comportamiento diferente en compresión que en tensión y en algunos casos estos materiales se utilizan principalmente para resistir esfuerzos de compresión. Ejemplos típicos son el concreto y las piedras utilizadas en construcción.
Se necesita entonces datos del ensayo de compresión en muchas aplicaciones de ingeniería.Los ensayos de compresión tienen muchas similitudes con los ensayos de tracción en la forma de cómo se conduce el ensayo y en el análisis e interpretaciones de los resultados.
La maquina que se utiliza para ensayos de compresión tiene la capacidad de 30000 kgf, dividida en cinco escalas una de 1200kgf, 3000kgf, 6000kgf, 12000kgf, y 30000kgf.El ensayo que se monta a continuación es:
PROCEDIMIENTO
1. Medir el diámetro de la probeta.
2. Fijar la probeta a las mordazas fijas y móviles de la máquina de torsión, ajustándola con los tornillos de fijación.
3. Montar el extensómetro y calibrarlo en cero.
4. Aplicar una carga.
Las probetas que se sometieron a el ensayo son una de bronce y otra de cobre que eran de; Un cilindro de 30mm de longitud y 10mm de diámetro.
Material bronce
Limite inicial es 29.7mm
Limite final es 25.9mm
Diámetro inicial es 9.8mm
Diámetro final es 10.5mm
Área inicial es de 75.42mm
Área final es 162.01mm
Fuerza aplicada es de 4600 kgf y es en donde el bronce rompió.
Deformación unitaria: -0.127mm
Resultados; el bronce se quebró a 4600 kgf el diámetro también se estiro.
Observaciones: en el ensayo de compresión se debe trabajar en equipo para que salga bien sin ninguna complicación, porque hay que medir la la fuerza en donde rompe el material y colocar la pieza en la maquina de compresión con ayuda.
Material aceroSe utilizo la escala de 12000 kgf.
Limite inicial 29.9mm
Limite final es 26mm
Diámetro inicial 10mm
Diámetro final 12mm
Área inicial es de 78.53mm
Área final es de 191.62mm
Fuerza aplicada es de desde 7000 a 10000 kgf.
Deformación unitaria: -0.130mm.Resultados; el acero no se rompió debido a que no estaba bien centrada la pieza y presentaba un desnivel y es por eso que no se rompió solo se doblo un poco haciéndose la longitud mas grande y el diámetro también.
Ensayo de compresión en resortes
Resortes
Se conoce como muelle o resorte a un operador elástico, que puede ser de distintos materiales como el acero al carbono, acero inoxidable, acero al cromo silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, etc. que es capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesa el esfuerzo al que se le somete.
Hay resortes de muchas formas constructivas y de dimensiones muy variadas, y se emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes, desde productos de uso cotidiano hasta herramientas especiales. Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía, y siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las presiones externas.
Tipos de resortes
Hay tres tipos principales de resortes de acuerdo a los esfuerzos que soportan:
Resortes de tracción: Estos resortes están sometidos a esfuerzos de tracción y se caracterizan por tener un gancho en sus extremos de diferentes estilos: inglés, alemán, catalán, giratorio, abierto, cerrado o de dobles espira.
Estos ganchos permiten montar los resortes de tracción en todas las posiciones imaginables.
Resorte cónico de compresión
Resortes de compresión: Estos resortes están sometidos a esfuerzos de compresión y pueden ser cilíndricos, cónicos, bicónicos, de paso fijo o cambiante.
Resortes de torsión: Son los resortes sometidos a esfuerzos de torsión.
También hay una gran cantidad de resortes que no tienen la forma de muelle habitual, quizás la forma más conocida sea la arandela grower.
Resorte especial
Ensayo de compresión en resortes
La aplicación de la carga en el resorte pueden ser de:
· 10 en 10kgf
· 5 en 5kgf
· 2 en 2kgf
· 1 en 1kgf
· 0,5 en 0,05kgf.
Utilización de la maquina
· Debe de estar en cero la medida de la maquina, cada vez que se utilice y se haga el ensayo de cada resorte.
· Se debe tener la precaucion de: que un alumno este sujentando el resorte, otro aplicando la fuerza y un tercero leyendo lectura de la fuerza y los milímetros.
· Se tiene que tener la precaucion que el resorte este bien sujetado y en posición vertical.
· El diagrama debe elaborarse conforme a los datos del resorte.
Procedimiento
· Medir longitud del resorte
· Medir diámetro interno del resorte
· Medir diámetro del resorte externo.
· Medir la espiral del resorte.
· Montar el resorte a la maquina.
Resorte numero uno:
Tiene longitud de: 72.1 mm
Diámetro interno de: 16.40mm
Diámetro externo de 20mm
La espiral mide: 2.75mm
Observaciones: se le aplico distintas cargas para poder encontrar la constante para poder graficarlo, pero se logro encontrar con la de 0.5 en 0.5kgf,
· 0.5kgf---------71mm
· 1.0kgf---------67mm
· 1.5kgf---------62mm
· 2.0kgf---------58mm
· 2.5kgf---------56mm
· 3.00kgf-------54mm
· 3.5kgf---------52mm
· 4.00kgf-------50mm
· 5.00kgf-------48mm
· 5.5kgf--------46mm
· 6.00kgf------44mm
· 6.5kgf--------42mm
· 7.00kgf------40mm
· 7.5kgf--------38mm
· 8.00kgf------40mm
ENSAYOS MECANICOS
TracciónCompresión
FlexiónTorsiónSoldaduras.
ENSAYO DE COMPRESION
ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo.
El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico.
En los gráficos de metales sometidos a compresión, que indica la figura siguiente obtenidas sobre probetas cilíndricas de una altura doble con respecto al diámetro, se verifica lo expuesto anteriormente, siendo además posible deducir que los materiales frágiles (fundición) rompen prácticamente sin deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el ensayo carece de importancia, ya que se deforman continuamente hasta la suspensión de la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad.
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada realizada con dicho material a un esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta.
Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente.
PROBETAS PARA COMPRESIÓN DE METALES
En los ensayos de compresión, la forma de la probeta tiene gran influencia, por lo que todos ellos son de dimensiones normalizadas.
El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer, como dijimos, un estado de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material, la influencia de estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta, razón por la cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas, las que se limitan, para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo.
Algunos materiales exhiben un comportamiento diferente en compresión que en tensión y en algunos casos estos materiales se utilizan principalmente para resistir esfuerzos de compresión. Ejemplos típicos son el concreto y las piedras utilizadas en construcción.
Se necesita entonces datos del ensayo de compresión en muchas aplicaciones de ingeniería.Los ensayos de compresión tienen muchas similitudes con los ensayos de tracción en la forma de cómo se conduce el ensayo y en el análisis e interpretaciones de los resultados.
La maquina que se utiliza para ensayos de compresión tiene la capacidad de 30000 kgf, dividida en cinco escalas una de 1200kgf, 3000kgf, 6000kgf, 12000kgf, y 30000kgf.El ensayo que se monta a continuación es:
PROCEDIMIENTO
1. Medir el diámetro de la probeta.
2. Fijar la probeta a las mordazas fijas y móviles de la máquina de torsión, ajustándola con los tornillos de fijación.
3. Montar el extensómetro y calibrarlo en cero.
4. Aplicar una carga.
Las probetas que se sometieron a el ensayo son una de bronce y otra de cobre que eran de; Un cilindro de 30mm de longitud y 10mm de diámetro.
Material bronce
Limite inicial es 29.7mm
Limite final es 25.9mm
Diámetro inicial es 9.8mm
Diámetro final es 10.5mm
Área inicial es de 75.42mm
Área final es 162.01mm
Fuerza aplicada es de 4600 kgf y es en donde el bronce rompió.
Deformación unitaria: -0.127mm
Resultados; el bronce se quebró a 4600 kgf el diámetro también se estiro.
Observaciones: en el ensayo de compresión se debe trabajar en equipo para que salga bien sin ninguna complicación, porque hay que medir la la fuerza en donde rompe el material y colocar la pieza en la maquina de compresión con ayuda.
Material aceroSe utilizo la escala de 12000 kgf.
Limite inicial 29.9mm
Limite final es 26mm
Diámetro inicial 10mm
Diámetro final 12mm
Área inicial es de 78.53mm
Área final es de 191.62mm
Fuerza aplicada es de desde 7000 a 10000 kgf.
Deformación unitaria: -0.130mm.Resultados; el acero no se rompió debido a que no estaba bien centrada la pieza y presentaba un desnivel y es por eso que no se rompió solo se doblo un poco haciéndose la longitud mas grande y el diámetro también.
Ensayo de compresión en resortes
Resortes
Se conoce como muelle o resorte a un operador elástico, que puede ser de distintos materiales como el acero al carbono, acero inoxidable, acero al cromo silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, etc. que es capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesa el esfuerzo al que se le somete.
Hay resortes de muchas formas constructivas y de dimensiones muy variadas, y se emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta disquetes, desde productos de uso cotidiano hasta herramientas especiales. Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una fuerza y que esta sea retornada en forma de energía, y siempre están diseñados para ofrecer resistencia o amortiguar las presiones externas.
Tipos de resortes
Hay tres tipos principales de resortes de acuerdo a los esfuerzos que soportan:
Resortes de tracción: Estos resortes están sometidos a esfuerzos de tracción y se caracterizan por tener un gancho en sus extremos de diferentes estilos: inglés, alemán, catalán, giratorio, abierto, cerrado o de dobles espira.
Estos ganchos permiten montar los resortes de tracción en todas las posiciones imaginables.
Resorte cónico de compresión
Resortes de compresión: Estos resortes están sometidos a esfuerzos de compresión y pueden ser cilíndricos, cónicos, bicónicos, de paso fijo o cambiante.
Resortes de torsión: Son los resortes sometidos a esfuerzos de torsión.
También hay una gran cantidad de resortes que no tienen la forma de muelle habitual, quizás la forma más conocida sea la arandela grower.
Resorte especial
Ensayo de compresión en resortes
La aplicación de la carga en el resorte pueden ser de:
· 10 en 10kgf
· 5 en 5kgf
· 2 en 2kgf
· 1 en 1kgf
· 0,5 en 0,05kgf.
Utilización de la maquina
· Debe de estar en cero la medida de la maquina, cada vez que se utilice y se haga el ensayo de cada resorte.
· Se debe tener la precaucion de: que un alumno este sujentando el resorte, otro aplicando la fuerza y un tercero leyendo lectura de la fuerza y los milímetros.
· Se tiene que tener la precaucion que el resorte este bien sujetado y en posición vertical.
· El diagrama debe elaborarse conforme a los datos del resorte.
Procedimiento
· Medir longitud del resorte
· Medir diámetro interno del resorte
· Medir diámetro del resorte externo.
· Medir la espiral del resorte.
· Montar el resorte a la maquina.
Resorte numero uno:
Tiene longitud de: 72.1 mm
Diámetro interno de: 16.40mm
Diámetro externo de 20mm
La espiral mide: 2.75mm
Observaciones: se le aplico distintas cargas para poder encontrar la constante para poder graficarlo, pero se logro encontrar con la de 0.5 en 0.5kgf,
· 0.5kgf---------71mm
· 1.0kgf---------67mm
· 1.5kgf---------62mm
· 2.0kgf---------58mm
· 2.5kgf---------56mm
· 3.00kgf-------54mm
· 3.5kgf---------52mm
· 4.00kgf-------50mm
· 5.00kgf-------48mm
· 5.5kgf--------46mm
· 6.00kgf------44mm
· 6.5kgf--------42mm
· 7.00kgf------40mm
· 7.5kgf--------38mm
· 8.00kgf------40mm
miércoles, 19 de noviembre de 2008
TRATAMIENTOS TERMICOS
Tratamientos térmicos
Son ciclos de calentamiento y enfriamiento a los cuales se somete un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecánica.
Se conoce como tratamiento el proceso al que se someten los metales con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza la resistencia y la tenacidad.
Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente el acero y la fundicion, formados por hierro y carbono.
Tratamientos térmicos:Normalizado; es uno de los tratamientos más conocidos, que se usa para afinar-y homogenizar la estructura.
Temple Es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento, generalmente rápido con una velocidad mínima llamada crítica.
El temple es una condición que se produce en el metal o aleación por efecto del tratamiento mecánico o térmico impartiéndole estructura y propiedades mecánicas características.
Los procedimientos térmicos que aumentan la resistencia a esta aleaciones son el tratamiento térmico en solución y el envejecimiento.
El tratamiento térmico en solución requiere que se caliente la aleación hasta una temperatura por debajo del punto de fusion por un periodo de tiempo especifico, seguido de disminución rapida de dicha temperatura.
El envejecimiento es un tratamiento térmico a relativa baja temperatura que produce endurecimiento adicional al material tratado en solución.Factores que influyen en la practica del temple.
El tamaño de la pieza: cuanto mas espesor tenga la pieza mas hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento.
La composición química del acero: en general los elementos de aleación facilitan el temple.El medio de enfriamiento: el mas adecuado para templar un acero es aquel que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la critica.
Los medios mas utilizados son aire, aceite, agua, baño de plomo, baño de mercurio, baño de sales fundidas.El agua es el enfriamiento mas brusco para un temple.
Los tipos de temple son: temple total o normal, temple escalonado, temple escalonado bainitico o austempering, temple interrumpido y tratamiento subcero.
Revenido Es un tratamiento completamente del temple, que generalmente sigue a este, al conjunto de los dos tratamientos también se le denomina bonificado.
Consiste en calentar al acero después de normalizado o templado, a una temperatura inferior al punto critico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se pretenden resultados altos en tenacidad, o lento para reducir al máximo las tenciones térmicas que pueden generar deformaciones.
Los fines que se consiguen con este tratamiento son los siguientes:
-Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de mínima fragilidad.
-disminuir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple.
-modificar las características mecánicas, en que las piezas templadas produciendo los siguientes efectos; disminuir la resistencia a la rotura por tracción, el limite elástico y la dureza.
Aumentar las características de ductibilidad; alargamiento astricción y las de tenacidad.
Los factores que influyen en el revenido son los siguientes; la temperatura de revenido sobre las características mecánicas, el tiempo de revenido (a partir de un cierto tiempo limite la variación es tan lenta que se hace antieconómica su prolongación, siendo preferible un ligero aumento de temperatura de revenido), la velocidad de enfriamiento (es prudente que el enfriamientono se haga rápido) y las dimensiones de la pieza recomendándose de 1 a 2 horas por cada 25mm de espesor o diámetro.
El acero templado se vuelve frágil, siendo inútil en estas condiciones. Por eso vamos al revenido. Esta operación viene es para que las tiranteces y tensiones generadas en el acero no tengan tiempo de actuar provocando deformaciones o grietas.
Este proceso se hace mas tenaz y menos quebradizo al acero aunque pierde algo su dureza.RecocidoCon estos nombres se conocen varios tratamientos cuyo objetivo principal es ablandar el acero para facilitar su mecanizado posterior.
También es utilizado para generar grano o eliminar las tensiones internas.Se debe tener en cuenta que los recocidos no proporcionan generalmente las características mas adecuadas para la utilización del acero y casi siempre el material sufre un tratamiento posterior con vistas a obtener las características óptimas al mismo.
Cuando esto sucede el recocido se llama también tratamiento térmico preliminar y al tratamiento final como tratamiento térmico de calidad.
Los tipos de recocido son los siguiente: recocido de generación, recocido de engrosamiento de grano, recocidos globulares o esferoidales, (recocido globular subcriticos, recocido regular de austenizacion incompleta o recocido globular oscilante), recocido de homogenización, recocidos subcriticos (de ablandamiento o de actitud), recocido isotérmico y recocido blando.
NormalizadoUn tratamiento térmico en el cual las aleaciones porosas se calientan hasta aproximadamente 100ºf, sobre el rango critico, sosteniendo esa temperatura por el tiempo requerido, y enfriándola a al temperatura del medio ambiente.Se realiza calentándose el acero a una temperatura unos 50ºc superior a la critica y una vez austenizado se deja enfriar al aire tranquilo.
La velocidad de enfriamiento es mas lenta que el temple y mas rapida que en recocido.Con este tratamiento es típico de los aceros al carbono de construcción de 0,15% a 0,60% de carbono.A medida que aumenta el diámetro de la barra, el enfriamiento será mas lento y por tanto la resistencia y el limite elástico disminuirán y el alargamiento aumentara ligeramente.
Esta variación será mas acusada cuanto mas cerca del núcleo realicemos el ensayo.
Tratamientos termoquímicos del aceroEn el caso de los tratamientos térmicos no solo se producen cambios en la estructura del acero sino también en su composición química añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento.
Estos tratamientos tienen un efecto solo superficial en las piezas tratadas y consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes, dejando el núcleo mas blando y flexible. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento en atmósferas especiales.
Cementación: aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie, se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento.
El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.Nitruración: al igual que la cementación aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporado nitrógeno en la composición de, la superficie de la pieza de la pieza.
Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400-525ºc, dentro de una corriente de gas amoniaco, más nitrógeno.Sulfinizacion: aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre.
El azufre se incorporo al metal por calentamiento a baja temperatura (565ºc) en un baño de sales.
Cianuración: endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianuro de sodico.
Se aplican temperatura entre 760 y 950ºc.ResumenTempleRevenidoRecocidoTratamientos superficiales.Bonificado.Galvanizado.
Todos estos tratamientos son dados a una temperatura.Templar: llevarlo a una temperatura y después enfriarlo bruscamente, y también las formas de cómo se hace en agua, aceite, salmuero, temperatura horno, chorro, aire arena, cal.Agua
- los átomos se unen para darle cierta características.
Ejemplo:
de temple cincel.
Tratamiento térmico Procedimiento Cortar material dureza.
Ver color del material en el momento en que se enfría del tratamiento dado.Usar tenazas.Sacar la pieza rápidamente del agua o del aceite.
Calentar bien el horno.
Cuando se cierra el horno no se puede abrir, porque pierde calor el horno.
La temperatura del temple en el horno es de 600 a 700ºc.Verificar los colores tanto la pieza enfriada en agua como en aceite, observar como queda el material también que sucede cuando es enfriada, una vez que se enfría la pieza se debe de secar y enseguida proceder al corte para verificar la dureza.
El horno que se utiliza para el temple es:Horno tipo mufla.Tiene una resistencia de ladrillos refractarios
- aguantan altas temperaturas.Hay que observar e ir controlando el tiempo del horno y la temperatura.
El horno tiene un controlador de temperatura máxima de 1200ºc y de 2000ºf. Tiene dos agujas una para medir la temperatura y la otra para cuando la temperatura llega a su limite la aguja se detiene.
Tener una bandeja de agua para cuando se saquen las piezas del horno.Si es con aceite poner periódicos en el suelo para que no se manche el piso.
PrecaucionesSujetar bien la probeta- máximo cuando se enfría con aceite y sacar rápido la pieza.Limpiar bien la tenaza.
Cuando el horno se encendido estaba a una temperatura de 25ºc y con tiempo de inicio de 8:50 am, el aumento de la temperatura fue de 25ºc en 5 minutos, por cada 5 minutos aumentaba 25ºc. pero cuando la temperatura se acercaba la temperatura dada los grados no aumentaban mucho. el horno se detuvo a 650ºc a las 10:00 am.Cuando la probeta se saco tenia color gris con rojizo con partes negras.
Al cortar la probeta con la segueta es mas dura.Al caer la pieza en el suelo el sonido es distinto antes de darle el temple.
RevenidoDespués del temple se debe revenir la pieza.Limpiar con un abrasivo la pieza.
Templado de la probeta es inferior aproximado a 300ºc de temperatura.La temperatura inicial es de 50ºc en tiempo de 8:50, por cada 5 minutos aumenta 25ºc, pero al llegar a la temperatura tope se tardaba mas. El revenido se le aumento a 600ºc para que llegara a la temperatura deseada que era de 300ºc.
Son ciclos de calentamiento y enfriamiento a los cuales se somete un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecánica.
Se conoce como tratamiento el proceso al que se someten los metales con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza la resistencia y la tenacidad.
Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente el acero y la fundicion, formados por hierro y carbono.
Tratamientos térmicos:Normalizado; es uno de los tratamientos más conocidos, que se usa para afinar-y homogenizar la estructura.
Temple Es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento, generalmente rápido con una velocidad mínima llamada crítica.
El temple es una condición que se produce en el metal o aleación por efecto del tratamiento mecánico o térmico impartiéndole estructura y propiedades mecánicas características.
Los procedimientos térmicos que aumentan la resistencia a esta aleaciones son el tratamiento térmico en solución y el envejecimiento.
El tratamiento térmico en solución requiere que se caliente la aleación hasta una temperatura por debajo del punto de fusion por un periodo de tiempo especifico, seguido de disminución rapida de dicha temperatura.
El envejecimiento es un tratamiento térmico a relativa baja temperatura que produce endurecimiento adicional al material tratado en solución.Factores que influyen en la practica del temple.
El tamaño de la pieza: cuanto mas espesor tenga la pieza mas hay que aumentar el ciclo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento.
La composición química del acero: en general los elementos de aleación facilitan el temple.El medio de enfriamiento: el mas adecuado para templar un acero es aquel que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la critica.
Los medios mas utilizados son aire, aceite, agua, baño de plomo, baño de mercurio, baño de sales fundidas.El agua es el enfriamiento mas brusco para un temple.
Los tipos de temple son: temple total o normal, temple escalonado, temple escalonado bainitico o austempering, temple interrumpido y tratamiento subcero.
Revenido Es un tratamiento completamente del temple, que generalmente sigue a este, al conjunto de los dos tratamientos también se le denomina bonificado.
Consiste en calentar al acero después de normalizado o templado, a una temperatura inferior al punto critico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se pretenden resultados altos en tenacidad, o lento para reducir al máximo las tenciones térmicas que pueden generar deformaciones.
Los fines que se consiguen con este tratamiento son los siguientes:
-Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de mínima fragilidad.
-disminuir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple.
-modificar las características mecánicas, en que las piezas templadas produciendo los siguientes efectos; disminuir la resistencia a la rotura por tracción, el limite elástico y la dureza.
Aumentar las características de ductibilidad; alargamiento astricción y las de tenacidad.
Los factores que influyen en el revenido son los siguientes; la temperatura de revenido sobre las características mecánicas, el tiempo de revenido (a partir de un cierto tiempo limite la variación es tan lenta que se hace antieconómica su prolongación, siendo preferible un ligero aumento de temperatura de revenido), la velocidad de enfriamiento (es prudente que el enfriamientono se haga rápido) y las dimensiones de la pieza recomendándose de 1 a 2 horas por cada 25mm de espesor o diámetro.
El acero templado se vuelve frágil, siendo inútil en estas condiciones. Por eso vamos al revenido. Esta operación viene es para que las tiranteces y tensiones generadas en el acero no tengan tiempo de actuar provocando deformaciones o grietas.
Este proceso se hace mas tenaz y menos quebradizo al acero aunque pierde algo su dureza.RecocidoCon estos nombres se conocen varios tratamientos cuyo objetivo principal es ablandar el acero para facilitar su mecanizado posterior.
También es utilizado para generar grano o eliminar las tensiones internas.Se debe tener en cuenta que los recocidos no proporcionan generalmente las características mas adecuadas para la utilización del acero y casi siempre el material sufre un tratamiento posterior con vistas a obtener las características óptimas al mismo.
Cuando esto sucede el recocido se llama también tratamiento térmico preliminar y al tratamiento final como tratamiento térmico de calidad.
Los tipos de recocido son los siguiente: recocido de generación, recocido de engrosamiento de grano, recocidos globulares o esferoidales, (recocido globular subcriticos, recocido regular de austenizacion incompleta o recocido globular oscilante), recocido de homogenización, recocidos subcriticos (de ablandamiento o de actitud), recocido isotérmico y recocido blando.
NormalizadoUn tratamiento térmico en el cual las aleaciones porosas se calientan hasta aproximadamente 100ºf, sobre el rango critico, sosteniendo esa temperatura por el tiempo requerido, y enfriándola a al temperatura del medio ambiente.Se realiza calentándose el acero a una temperatura unos 50ºc superior a la critica y una vez austenizado se deja enfriar al aire tranquilo.
La velocidad de enfriamiento es mas lenta que el temple y mas rapida que en recocido.Con este tratamiento es típico de los aceros al carbono de construcción de 0,15% a 0,60% de carbono.A medida que aumenta el diámetro de la barra, el enfriamiento será mas lento y por tanto la resistencia y el limite elástico disminuirán y el alargamiento aumentara ligeramente.
Esta variación será mas acusada cuanto mas cerca del núcleo realicemos el ensayo.
Tratamientos termoquímicos del aceroEn el caso de los tratamientos térmicos no solo se producen cambios en la estructura del acero sino también en su composición química añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento.
Estos tratamientos tienen un efecto solo superficial en las piezas tratadas y consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes, dejando el núcleo mas blando y flexible. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento en atmósferas especiales.
Cementación: aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie, se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento.
El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.Nitruración: al igual que la cementación aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporado nitrógeno en la composición de, la superficie de la pieza de la pieza.
Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400-525ºc, dentro de una corriente de gas amoniaco, más nitrógeno.Sulfinizacion: aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre.
El azufre se incorporo al metal por calentamiento a baja temperatura (565ºc) en un baño de sales.
Cianuración: endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianuro de sodico.
Se aplican temperatura entre 760 y 950ºc.ResumenTempleRevenidoRecocidoTratamientos superficiales.Bonificado.Galvanizado.
Todos estos tratamientos son dados a una temperatura.Templar: llevarlo a una temperatura y después enfriarlo bruscamente, y también las formas de cómo se hace en agua, aceite, salmuero, temperatura horno, chorro, aire arena, cal.Agua
- los átomos se unen para darle cierta características.
Ejemplo:
de temple cincel.
Tratamiento térmico Procedimiento Cortar material dureza.
Ver color del material en el momento en que se enfría del tratamiento dado.Usar tenazas.Sacar la pieza rápidamente del agua o del aceite.
Calentar bien el horno.
Cuando se cierra el horno no se puede abrir, porque pierde calor el horno.
La temperatura del temple en el horno es de 600 a 700ºc.Verificar los colores tanto la pieza enfriada en agua como en aceite, observar como queda el material también que sucede cuando es enfriada, una vez que se enfría la pieza se debe de secar y enseguida proceder al corte para verificar la dureza.
El horno que se utiliza para el temple es:Horno tipo mufla.Tiene una resistencia de ladrillos refractarios
- aguantan altas temperaturas.Hay que observar e ir controlando el tiempo del horno y la temperatura.
El horno tiene un controlador de temperatura máxima de 1200ºc y de 2000ºf. Tiene dos agujas una para medir la temperatura y la otra para cuando la temperatura llega a su limite la aguja se detiene.
Tener una bandeja de agua para cuando se saquen las piezas del horno.Si es con aceite poner periódicos en el suelo para que no se manche el piso.
PrecaucionesSujetar bien la probeta- máximo cuando se enfría con aceite y sacar rápido la pieza.Limpiar bien la tenaza.
Cuando el horno se encendido estaba a una temperatura de 25ºc y con tiempo de inicio de 8:50 am, el aumento de la temperatura fue de 25ºc en 5 minutos, por cada 5 minutos aumentaba 25ºc. pero cuando la temperatura se acercaba la temperatura dada los grados no aumentaban mucho. el horno se detuvo a 650ºc a las 10:00 am.Cuando la probeta se saco tenia color gris con rojizo con partes negras.
Al cortar la probeta con la segueta es mas dura.Al caer la pieza en el suelo el sonido es distinto antes de darle el temple.
RevenidoDespués del temple se debe revenir la pieza.Limpiar con un abrasivo la pieza.
Templado de la probeta es inferior aproximado a 300ºc de temperatura.La temperatura inicial es de 50ºc en tiempo de 8:50, por cada 5 minutos aumenta 25ºc, pero al llegar a la temperatura tope se tardaba mas. El revenido se le aumento a 600ºc para que llegara a la temperatura deseada que era de 300ºc.
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