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OBJETIVOS

• Comprender cómo los diferentes tratamientos térmicos,

pueden influir en las propiedades finales de un material y por

ende en las aplicaciones que éste puede tener a nivelindustrial.

• Establecer los parámetros principales en el tratamiento térmico

que garanticen un resultado óptimo en las propiedades

mecánicas del material a tratar.• Diseñar un tratamiento térmico donde se pueda obtener una

fase totalmente martensítica en el acero suministrado.

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Introducción

Acero AISI 4340El acero !"! #$#%, es un acero aleado con cromo, níquel y

molibdeno& estos aleantes en con'unto con un tratamiento

térmico, le proporcionan alta dure(a y resistencia mecánica a esta

aleación, lo que la )ace un material ideal en aplicaciones donde

puede estar sometida a grandes esfuer(os mecánicos, como e'es

de transmisión de potencia.

*abla +. Composición química acero !"! #$#%

Tipo de acero C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Cu

!"! #$#% %,$ %,-$ %,$ %,%++ %,%$/ +,0 %,-+$ +,#1- %,%%0$ %,%%#- %,+#$

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INFLUENCIA DE LOS ALEANTES

•2os elementos de aleación son muyimportantes pues son estos los quemodifican el comportamiento de losmetales a altas temperaturas.

El manganeso y el molibdeno son loselementos que poseen una alta influenciaen la templabilidad. 2a acción del cromoes apro3imadamente sólo un 1%4comparada con los elementos manganesoy molibdeno& la de silicio es sólo un $%4

y el níquel en la solo del +/ 4 entemplabilidad.

• 5ota6 los elementos formadores decarburos disminuyen la templabilidad.

7igura +. !nfluencia de los elementos de

aleación en la templabilidad

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OTROS TRATAMIENTOS TERMICOS

PARA EL AISI-SAE 4340

• 5ormali(ado

Consiste en la disminución, afinamiento y

producción de una distribución de tamaño más

)omogénea de los granos de perlita . "e reali(a

calentando entre 10% o %% 8C.

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TRATAMIENTO TÉRMICO

7igura -. Diagrama de fases 7e9C. *omado de *ermodinámica Computacional.

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7igura $. Diagrama *** para cero !"! #$#%. tomado de t)yssen:rupp aceros y

servicios

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7igura #. Diagrama CC* para acero !"! #$#%. tomado de t)yssen:rupp aceros y servicios.

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;bservando los Diagramas *** y CC* del acero !"! #$#% se

estableció el siguiente ciclo de temple y revenido.

• *emperatura de usteni(acion6 una temperatura de 1/% 8C

sosteniendo por -% minutos.

• <edio de Enfriamiento para el *emple6 ceite.

•

=evenido6 una temperatura de -/% C8 sosteniendo por - )oras.Enfriamiento dentro del )orno.

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TEMPLABILIA EL ACERO

De acuerdo con <. >rossman y partiendo de la

composición química correspondiente al acero

suministrado se encontró que6

Di? 1,%$@@?-%%mm.

5o fue posible calcular la curva Aominy debido a

que solo se encuentran valores )asta un diámetro

crítico de 0@@."egBn la literatura, materiales con Di elevados

poseen muy buena templabilidad.

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TEMPLABILIA EL ACERO

"egBn la norma !"!9"E

el acero #$#% posee la

siguiente composición

química6

*omando los porcenta'es

mínimos se encontró que6

Di? #,$@@

0.00 10.00 20.00 30.00 40.000.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Curva Jominy para un acero 4340

Distancia al extremo templado, mm

Dureza, !c

7igura /. Curva Aominy calculada para

un acero !"! #$#% con Di?#,$@@

*abla -. Composición química teórica !"!

#$#%.

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C!RVA E REVENIO

7igura . Dure(a de las martensitas )ierro9carbono. *omado *ecnología de

los *ratamientos *érmicos

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RESULTADOS DEL TRATAMIENTO

TERMICO

"e )i(o un análisis

metalográfico a tres estados

del acero #$#%6 Estado de

entrega, templado, templadoy revenido.

Entrega <artensita

revenida

*emple

<artensita=evenido <artensita

revenida

7igura 0. <etal andboo:. !"! #$#%enfriado en aceite desde 1#$8C y

revenido a $+8C. /%%3

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!RE"A

"e midió microdure(a en un microdurómetro ")imad(u

<9> -%D* empleando una carga de +,/ g.

Estado HV HRc Desiaci!n Est"ndar

Entre#a $%/,1 $%,# , +,-

Te$p%e /1/, /#,+ +%,/ %,

Reenido /+-,% #, /,$ %,#

*abla $. <icrodure(as del acero #$#% en sus diferentes estados

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CONCLUSIONES

• 2as diferentes composiciones químicas de los

aceros, y sus respectivos aleantes son los que

ayudan a determinar y proceder en la elección

de un adecuado tratamiento térmico, pues son

estos los que forman el parámetro fundamental

en la obtención de la microestructura y fasesdeseadas y con ello las propiedades mecánicas

finales.

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• 2os diagramas *** y CC* son de vital importancia

como ayuda en la planeación, diseño y determinación

de parámetros para un tratamiento térmico.• El acero !"!9"E #$#% es un acero de alta

templabilidad por sus diferentes aleantes y

composiciones, esta afirmación se corroboró de

manera e3perimental y reali(ando los cálculos

pertinentes para la curva de Aominy.

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• *omando en cuenta los valores obtenidos de dure(a para las

muestras en las diferentes etapas del tratamiento térmico, se

puede inferir que el temple reali(ado cumplió con el ob'etivo

de aumentar la dure(a del acero, sin embargo el revenido,

como tratamiento térmico para aliviar tensiones tal ve( no fue

el mas efectivo ya que se reali(o a una temperatura inferior a

la optima para la liberación de tensiones internas.

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• 2os resultados e3perimentales obtenidos en las

micrografías se aseme'an a los reportados en la

literatura, lo que nos da un indicativo de un buen diseño del tratamiento térmico, sin

embargo se debe de tener en cuenta otras

consideraciones como el estado de entrega,tiempo y temperatura para me'orar y a'ustar

dic)o tratamiento.

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