Informe De Dureza (Ensayo De Dureza Rockwell )

INTRODUCCION

Es de suma importancia el conocer las características de los materiales en cualquiera de las presentaciones que se encuentra en la naturaleza, en este ensayo se trabajo con materiales en estados sólidos, en éste es necesario saber entre otras su dureza para las diferentes aplicaciones a dicho material.

El presente informe fue realizado para determinar la dureza de una muestra de acero en el laboratorio aplicando un durómetro, es decir, la resistencia de un material a ser penetrado. El ensayo de dureza Rockwell es muy simple de llevar a cabo y no requiere conocimientos especiales. Se utilizo un equipo durómetro digital, un penetrador cónico de diamante con un ángulo de 120º +/- 30' y vértice redondeado formando un casquete esférico de radio 0,20 mm (Brale), el cual se utiliza para los materiales más duros y lo cual permite ensayar prácticamente cualquier metal o aleación.

Introducción

El temple es considerado por muchos como el mas importante de los tratamientos térmicos, y el de mas aplicación en la industria moderna, principalmente en la industria metalmecánica, ya que con el se busca mejorar las propiedades mecánicas del acero, sobre todo la dureza, y con ello crear piezas que van a requerir de grandes solicitaciones mecánicas y de excelentes prestaciones. sin embargo, el temple no es un tratamiento que solo aporte beneficios, ya que tiene algunos inconvenientes, como son la creación de tensiones internas en la pieza a la que se le aplico el temple; Es por esto que después del temple se encuentra otro tratamiento térmico, que va prácticamente de la mano con el temple en todas sus aplicaciones; se trata del revenido, el cual se aplica a las piezas previamente templadas para obtener así finalmente las piezas acabadas sin un exceso de rigidez y con suficiente tenacidad para resistir sus aplicaciones finales. A continuación se tratara con mayor detalle el proceso y resultados de ambos tratamientos térmicos.

Temple

El temple es un tratamiento térmico que consiste en calentar el objeto metálico, que se desea templar, hasta cierta temperatura un poco superior al “punto crítico”, y con ello homogenizar la austenita en la misma forma que se hace en un recocido de regeneración, para luego enfriar bruscamente, de manera de lograr la transformación martensítica. Se aplica principalmente a los aceros.

El enfriamiento brusco, necesario para templar, puede obtenerse en un baño de temple. Se emplean generalmente líquidos (agua, aceite…), aunque también suelen efectuarse temples al aire.

Su objeto es endurecer y aumentar la resistencia mecánica de los aceros.

Fases del acero antes y después del temple

En el siguiente esquema de un acero, se indican las fases y sus propiedades mecánicas, antes y después del temple cuando se hace un enfriamiento rápido.

antes después

(blando) (duro)

En la siguiente imagen se muestra la microestructura de la martensita, en forma de agujas en ángulo.

Instrumentos utilizados en el temple

Hornos utilizados para los tratamientos térmicos

El horno es el elemento principal de los tratamientos térmicos es un instrumento constituido por una caja susceptible de calentamiento y que permite el control y la regulación del tiempo, de la temperatura, de la atmósfera, y de las velocidades de calentamiento y de enfriamiento.

Tipos de hornos

- Calentamiento: Eléctrico (por resistencia, por inducción), a Gas, a fuel Oil.

- Según la atmósfera reinante en el horno: Vació, Neutra (Argón, Helio, Nitrógeno), Reductora (Exogas, Endogas, Amoniaco Disociado, Hidrogeno de atmósfera sintética.

- Según la Solera: Discontinua, Continua, (Horizontal, Vertical).

Todos los hornos se caracterizan por su adecuación o adaptación a la aplicación concreta exigida. Dicha exigencia se refiere siempre a aspectos de:

a) Comodidad y funcionalidad operativa.

b) Dimensionado de la cámara de tratamiento particularizando en función del tipo de piezas a tratar.

c) Fabricación adaptada a las diversas fuentes de energía.

Hornos para temple:

Se diseña para poder alcanzar unas temperatura de trabajo de 1100 ºC – 1400 ºC, máximas capaces de provocar el cambio necesario de la estructura metalográfica del metal a tratar.

En la versión de horno eléctrico se prevé una entrada de gas protector (generalmente nitrógeno) a la cámara de tratamiento con el fin de proteger a las piezas a tratar contra la descarburación.

Cuando se trata de hornos a combustible liquido o gaseoso la regulación del circuito de combustión permite obtener en la cámara de tratamiento una atmósfera oxidante, neutra o reductora.

En este caso los quemadores a instalar son básicamente de dos tipos en función del sistema de aportación del aire necesario para la combustión.

Hornos según el sistema de calentamiento: El calentamiento por gas tiene como ventaja la economía y como inconveniente la dificultad del control de la temperatura.

El sistema de resistencia eléctrica que aprovecha el calor generado según la ley Joule. La disposición de la resistencia da nombre a los hornos, que son de tipo mufla o cajas.

Medios de enfriamiento utilizados:

El medio de enfriamiento más adecuado para templar un acero es el que consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la crítica. No sólo no es necesario, sino que es perjudicial que la velocidad de temple sea excesivamente grande, pues se corre el peligro de que se produzcan grietas y tensiones debido al desigual enfriamiento de las piezas entre la superficie y el interior de ellas. Si el enfriamiento es lento, es más uniforme.

Las velocidades críticas son bastante grandes en los aceros al carbono, llegando hasta 350° por segundo para los aceros de 0,50 por ciento de C, y 200° por segundo en aceros de 0,80 por ciento. En los aceros especiales, las velocidades son mucho más bajas, siendo en algunos inferiores a 35° por segundo.

Los medios de enfriamiento más empleados son:

Agua: Debe emplearse a temperatura máxima de 20°, pues con agua más caliente se prolonga mucho la primera etapa de enfriamiento y disminuye la velocidad de temple.

Aceites: Antiguamente se empleaban aceites animales (de pescado) y vegetales (sobre todo, el de colza). Pero en la actualidad

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