Tratamientos térmicos y microestructuras generadas

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                 U N I V E R S I D A D    D E    C H I L E

            FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS

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ME4601-1 Ingeniería de Materiales II

Análisis de microestructuras en

aceros tratados térmicamente.

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Índice

1.        Introducción        1

2.        Objetivos        2

2.1        Objetivo General        2

2.2        Objetivos Específicos        2

3.        Antecedentes        3

3.1        Materiales        3

3.2        Tratamientos térmicos y microestructuras generadas        4

3.3        Ensayo de dureza        6

4.        Procedimientos        8

4.1 Procedimiento Laboratorio de Hornos        8

4.2 Procedimiento Laboratorio de Microscopia        9

5.        Resultados e Interpretaciones        11

5.1        Resultados Laboratorio de Hornos        11

5.2        Interpretaciones        12

5.3        Resultados Laboratorio de Microscopia        14

6.        Conclusiones        15

7.        Bibliografías        16

8.        Anexos        17

8.1        Anexo 1        17

8.2        Anexo 2        20

1. Introducción

Realizar tratamientos térmicos a los diferentes materiales, sobre todo aquellos de naturaleza metálica se ha vuelto una práctica muy recurrente en todas las empresas. Al comprar un material, este poseerá valores de catálogo con una detallada explicación del proceso al cual se ha sometido hasta adquirir las propiedades deseadas por el consumidor. En base a esta idea, se tiene como motivación el estudio de los tratamientos térmicos, para así determinar cómo se relaciona cada uno de estos con las propiedades mecánicas de un material y la microestructura asociada a estos.

En este laboratorio, se verá en forma detallada los tratamientos térmicos aplicados al acero, con el propósito de mejorar sus propiedades mecánicas, para ello se prepara una serie de probetas normalizadas de fábrica, las cuales se denotan a continuación:

1. Acero SAE 1020
2. Acero SAE 1045
3. Acero SAE 4340

Se aplica un tratamiento térmico a las probetas previamente diseñada, entre los cuales se tiene un tratamiento de normalizado, recocido, o templado en aceite o agua, para luego medir la dureza de estos y así tener una forma de comparar los diferentes resultados de dureza entregados por cada proceso al cual han sido sometidos.

1. Objetivos

1. Objetivo General

Predecir las propiedades mecánicas de una aleación de acero por medio de la microestructura obtenida al ser sometida a diferentes tratamientos térmicos.

1. Objetivos Específicos

Diseñar una serie de probetas a partir de la selección de tres aleaciones de acero con una distinta composición química entre sí para su posterior austenizado.

Aplicar diferentes tratamientos térmicos a las probetas de acero una vez alcanzada la temperatura de austenización en el horno.

Medir la dureza a través de la escala Rockwell para cada muestra y realizar análogamente un supuesto de la microestructura obtenida.

1. Antecedentes

1. Materiales

1. Acero 1020

El acero SAE 1020, es un acero bajo al carbono, por lo que es un acero tenaz, y dúctil (en estado normalizado). Posee buena soldabilidad por lo cual es muy utilizado en piezas estructurales y maquinaria de mediana resistencia. Su composición se muestra en la tabla 3.1, mientras que sus propiedades mecánicas en estado normalizado se muestran en la tabla 3.2^[1]. Debido al tamaño, el diagrama CCT de este acero (y del Acero SAE 1045 y 4340) se presentan en el anexo.

Tabla 3.1 Composición química de acero SAE 1020.

Tabla 3.2 Propiedades mecánica de acero SAE 1020 normalizado.

3.1.1 Acero 1045

Este acero posee un contenido de carbono mediano, es utilizado en elementos estructurales, o en aquellas piezas mecánicas que requieran dureza y tenacidad a bajo costo. Tiene baja templabilidad y puede ser endurecido completamente con espesores pequeños, o parcialmente en diámetros mayores, para incrementar en mayor medida su resistencia, este acero puede ser laminado en frio.^[2] En la tabla 3.4 se muestra la composición química y en la tabla 3.5 se muestran las propiedades mecánicas de este.

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