Ensayo Jominy

ENSAYO JOMINY

I.- OBJETIVOS:

» Realizar un montaje del ensayo Jominy

» Determinar la templabilidad o capacidad de temple mediante la obtención de la profundidad y distribución de la dureza en el interior de una pieza, (para un acero AISI 1045).

» Evaluar las curvas de templabilidad o curvas Jominy de los aceros.

II. RESUMEN:

En el presente trabajo se realizará el estudio de la templabilidad de una barra de acero a partir de una gráfica de dureza v/s distancia. La gráfica se obtiene a partir de una experiencia realizada en el presente laboratorio, donde una barra de acero se calienta a la temperatura de austenización en un horno, y se somete a un temple en solo uno de sus extremos. Luego se obtienen los datos de dureza y distancia de medición, y se realiza el gráfico correspondiente. Después de un análisis, se puede decir que la barra de acero analizada presenta una baja templabilidad, lo que se observa a partir de la forma de la curva del gráfico. Esto significa que su velocidad de templado es baja. De esta forma, es posible decir que este análisis es una buena forma de representar al material a partir de sus características de endurecimiento.

III.- MARCO TEÓRICO:

 ENSAYO JOMINY.

Este ensayo adoptado por la S.A.E. y la A.I.S.I. permite determinar características de suma importancia, sobre todo en estos momentos, en que se exige mayor justeza en la fijación de los límites entre las que varían las propiedades de los aceros normalizados. Mediante su empleo se puede conocer, con mucha aproximación, la dureza máxima y mínima que alcanzar• un determinado tipo de aceros con tratamientos adecuados, la templabilidad, la influencia de los elementos de aleación según su porcentaje, los posibles resultados con distintos medios refrigerantes, etc. Jominy, con el estudio y análisis de muchos y variados ensayos, también comprobó la dependencia casi directa de las características mecánicas a la tracción (resistencia, límite de elasticidad, alargamiento y estricción) con la dureza del acero, que como sabemos a su vez depende de su estructura.

El ensayo consiste primeramente en la elección de la forma o lugar de donde se debe extraer la muestra con la que se construir la probeta, cuyas dimensiones normalizadas se indican en la figura n 1.

Esta estará constituida por una barra cilíndrica, debe tener un diámetro total bruto, que permita por mecanizado desbastar totalmente su superficie con el fin de eliminar oxidaciones, defectos impurezas, etc. Si se lo hace directamente de lingotes, es necesario determinar con mayor cuidado el lugar o zona de la que se extrae, puesto que por defectos propios de la colada, su estructura presenta cierta heterogeneidad y fallas. Obtenida la muestra se la somete al tratamiento de normalizado y a una temperatura de 80°C superior a la de su punto crítico Ac3, para uniformar su estructura. Posteriormente y una vez mecanizada la probeta se calienta en un horno en el que se coloca dentro de un molde de grafito, con lo que se evitan los efectos superficiales del calentamiento (descarburación, oxidación, etc.) a una temperatura de 60°C superior a Ac3 debiendo permanecer a esa temperatura por aproximadamente treinta minutos. Luego ésta es transportada y colocada en el soporte del dispositivo de temple mostrado en la figura anterior en la cual, se da inmediatamente paso a un chorro de agua (operación que debe usar como máximo un tiempo de cinco segundos); posteriormente se la enfría por diez minutos. Este enfriamiento es solamente de la cara inferior de la probeta, requisito que se consigue si previamente se ha regulado la presión del agua en la cañería de manera que alcance (sin la probeta) una altura de 63,5mm (2,5 pulg.) desde el orificio de salida. La temperatura del agua ser• de 20°C a 30°C. El proceso se completa enfriando la probeta al aire o, para acelerarlo, introduciéndola en un recipiente con agua, lo que no afectar• en nada el resultado del ensayo. Finalizado el tratamiento de temple, se rebajan dos generatrices diametrales mediante un rectificado, teniendo cuidado de no sobrecalentar al material (temperatura menor a 100°C) y a una profundidad de 0,45mm. por cada lado. Sobre las superficies así obtenidas se determinar• en su centro, en forma alineada y a una distancia de 1mm. entre sí, la dureza Rockwell del material. Con esos valores se construye un gráfico que tendrá• por ordenadas las durezas (promedio de las dos superficies a igualdad de distancias) y por abscisas las profundidades o distancias de la cara inferior de la probeta a cada una de las impresiones. El estudio comparativo de las curvas obtenidas de distintos aceros, que no entraremos a considerar, es el fundamento de las conclusiones a que se llega con el ensayo Jominy, las cuales han adquirido tal importancia que están suplantando, en las especificaciones de recepción, a las características definidas por composición química. Las normas S.A.E. y A.I.S.I. complementaron su nomenclatura numérica con el agregado de la letra H (hardenability-temporabilidad), que significa que un acero así caracterizado cumple con una cierta zona o banda de templabilidad.

Fig. 2: Prueba de punta templada

 ¿QUÉ ES UN TRATAMIENTO DE CALOR Y QUÉ ES EL TEMPLE?

Tratamiento básico de calor en los metales:

Como ingenieros de materiales, estamos interesados en el tratamiento de calor de los metales, porque debemos conocer qué efectos ha producido el calor al soldar o cortar sobre metal.

Necesitamos además saber los métodos usados para restaurar el metal a su condición original. El proceso de tratamiento de calor es el método por el cual los metales son calentados y enfriados en una serie de operaciones específicas que nunca permiten que el metal alcance el estado de fusión. El propósito del tratamiento de calor es para hacer el metal más útil al cambiar o restaurar sus propiedades mecánicas. A través del tratamiento de calor, podemos volver a un metal más duro, fuerte y más resistente a los impactos. Además, el tratamiento por calor puede volver a un metal más blando y más dúctil. La única desventaja es que ningún procedimiento de tratamiento de calor puede dar como resultados todas estas características en una operación. Algunas propiedades son mejoras a expensas de otras; por ejemplo, el temple de un metal lo puede volver frágil.

Teoría del tratamiento

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