Acero C Si Mn P S Cr Fe% % % % % % %

AISI 5155 0.51-0.59 0.15-0.35 0.70-0.90 0.35 Max 0.40 Máx 0.70-0.90 EL RESTOAISI 5160 0.56-0.64 0.15-0.35 0.75-1.0 0.35 Max 0.40 Máx 0.70-0.90 EL RESTO

Evento Barra 1 Barra 2 Barra 31 43.0 40.4 48.72 43.2 40.0 46.63 43.2 41.4 45.94 43.0 42.1 47.35 43.5 42.4 47.46 44.1 42.8 47.47 43.8 42.4 47.28 44.2 41.9 46.1

Perfil de dureza escala Rockwell C

Los átomos se mueven de una manera predecible , con ello se eliminan diferencias de concentración

La razón de movimiento está relacionada con la temperatura o energía térmica , mediante la ecuación de Arrhenius

C0 = constante del materialR = constante de los gases (1.987 cal/mol K)T = Temperatura absoluta [K]Q = Energía de activación [cal/mol]

Mecanismos de difusión

Hay dos mecanismos importantes mediante los cuales se difunden los átomos

Velocidad de difusión

La velocidad a la que difunden los átomos puede ser medida mediante el flujo J

La ecuación de Fick determina el flujo neto de átomos (1ª ley de Fick)

J = Flujo [átomos/cm2 s]D = Difusividad o coeficiente de difusión [cm2 s]

= gradiente de concentración [átomos/cm3 cm]

Tipos de difusión

Difusión volumétricaDifusión en los límites de granoDifusión en superficies

Coeficiente de difusiónEl coeficiente de difusión D esta relacionado con la temperatura de acuerdo a la ecuación de Arrhenius:

D0 = constante para un sistema de difusión dadoR = constante de los gases (1.987 cal/mol K)T = Temperatura absoluta [K]Q = Energía de activación [cal /mol]

Perfil de composición (2ª ley de Fick)

La 2ª ley de Fick describe el estado dinámico de la difusión de los átomos

Cs = concentración constante de los átomos a difundir en la superficieCo= concentración inicial en el materialCx = concentración del átomo en difusión en una posición x por debajo de la superficie después de un tiempo tD = Coeficiente de difusión

La superficie de un acero que contiene 0.1% de carbono debe endurecerse por carburación. En la carburación, el acero se coloca en una atmósfera que le proporcionará 1.2% de C en la superficie a temperatura elevada. El carbón se difunde desde la superficie hacia el interior del acero. Para conseguir propiedades óptimas, el acero debe contener 0.45% de C a una profundidad de 0.2 cm por debajo de la superficie. Diseñe el tratamiento térmico de carburización para producir estas propiedades . La temperatura deberá ser al menos de 900°C. El hierro tiene una estructura FCC.