ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE

CHIMBORAZO

FACULTAD: DE MECÁNICA

ESCUELA DE MECÁNICA

CARRERA: INGENIRÍA MECÁNICA

GUÍA DE LABORATORIO DE MATERIALES

PRÁCTICA No.4- ENSAYO JOMINY

NOMBRE: JULIO JÁCOME CODIGO: 6098

JHONATAN ROJAS 6134

GRUPO No: 2

FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA:

2015/05/19 2015/05/26

1 OBJETIVOS

1.1 GENERAL: DETERMINAR LA TEMPLABILIDAD DE UN ACERO

MEDIANTE ENSAYO JOMINY

1.2 ESPECIFICOS

_Realizar el temple en agua de un acero de construcción.

_Determinar el porcentaje de fases presente.

_Medir la dureza

_Determinar el diámetro ideal.

_Realizar la curva, dureza vs distancia.

2 MARCO TEORICO

LA TEMPLABILIDAD DEL ACERO

Propiedad que determina la profundidad y distribución de la dureza producida por

temple, o sea, la facilidad para formar martensita a una mayor profundidad,

dificultando la aparición de otros productos de transformación.

La templabilidad en un acero depende de: - La composición química del acero

- Del tamaño del grano austeníticos

- De la estructura del acero antes del temple

Métodos para determinar la templabilidad

ENSAYO JOMINY

Este 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 restricción con la dureza del acero, que como sabemos a su vez

depende de su estructura.

Esta está 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 Esta 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’’) 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 afecta 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 asÌ 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 gr·fico 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, (un ejemplo podría ser 1335

H,4140 H).

3 EXPERIMENTACIÓN

3.1 Materiales y Equipos

- Acero AISI 1038

- Banco de ensayo Jominy

- Lijas (240, 320, 400, 600, 1200, 1500)

- Microscopio

- Pulidora

- Nital 4%

- Horno para tratamiento térmico

3.2 Procedimiento

- Preparar las dimensiones de la pieza Jomining según la norma ASTM 250-02

- Precalentar el horno 60 ° por encima de Ac3

- Calentar la pieza Jomining por 30 minutos

- Preparar el banco del chorro de agua según la norma

- Enfriar la pieza Jomining con un chorro de agua constante en la cara posterior

de la probeta durante 10 minutos

- Enfriar la probeta luego de los 10 minutos con agua

- Descarbonizar la superficie de la probeta

- Realizar un corte transversal a 0.015’’ de profundidad

- Lijar la superficie utilizando lijas desde 240 hasta 1500

- Atacar con Nital 4 la superficie durante 15 minutos

- Observar la microestructura a lo largo de la Probeta Jomining

- Realizar análisis de dureza brinell cada dos milímetros, hasta llegar al

milímetro 24 y luego cad 25 milimetros.

4. ANALISIS DE RESULTADOS

L(mm) d

huella

HB

2 0,8 363,162943

4 0,85 320,539482

6 0,87 305,509278

8 0,885 294,89807

10 0,92 272,122765

12 0,97 243,756027

14 0,95 254,567465

16 1 228,736082

18 0,98 238,596261

20 1 228,736082

22 1,065 200,426467

24 1,05 206,497054

30 1,05 206,497054

40 1,07 198,459247

50 1,08 194,606151

0

100

200

300

400

0 20 40 60

D

u

r

e

z

a

B

r

i

n

e

l

l

milimetros

HB vs longitud

Estructura 50% Martensítica en

forma de agujas a 3mm y 400X

Estructura base Martensítica con

formaciones de Bainita a 10mm y 400X

Estructura base Martensítica con

formaciones de Bainita a 15mm y

400X

Estructura base Martensítica con

formaciones de Bainita y aparición de

ferrita a 20mm y 400X

% Martensita= 53,9%

La distancia J que es donde se obtiene 50 % martensita es aproximadamente a 3 mm

Calculo del diámetro ideal

Di= 22,9 mm

Calculo de Do

Do= O,4 in= 10.2 mm

4 CONCLUSIONES

Las diferentes tipos de estructuras a lo largo de la probeta Jomiming, son

causas de las diferentes velocidades de enfriamiento,

La curva de dureza vs longitud muestra que entre mas se aleja los puntos de

análisis de la superficie de temple directo, la dureza va disminuyendo, debido

al cambio de microestructura.

Se observo que en la zona de temple directo, la estructura tenia matriz

martensitica, y en cuanto mas se alejaba la matriz se iva transformando hasta

llegar al otro extremo con matriz ferrítica.

5 BIBLIOGRAFÍA

1. Guia de Laboratorio de materiales

2. NORMA ASTM A 255 – 02 Standard Test Methods for Determining

Hardenability of Steel1

3. AVNER, sydney. Introducción a la Metalurgia Física. 2da edición. México:

McGraw Hill, 1988, pp 39-45, 111-115