revenido de aceros

5/13/2018 Revenido de Aceros - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN

ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUIMICA E INGENIERÍAMETALURGICA

CARRERA PROFESIONAL: ING. METALÚRGICA.

TEMA:

Revenido de Aceros

URSO: Metalurgia Física II

DOCENTE: Ing. JOSÉ JULIO FARFAN YEPEZ.

ALUMNO: LUIS RENÉ GALDOS ROMAN

CODIGO: 011900

CUSCO – PERÚ



2012Practica N° 06-07

Tema:

REVENIDO DE ACEROSObjetivos:

• Realizar el revenido para disminuir la elevada fragilidad producida por el temple

anterior.

• Transformar la Martensita (dura y frágil) a estructuras más blandas y tenaces

(Martensita revenida).

• Conocer la influencia de la temperatura de revenido sobre la estructura y

características mecánicas de los aceros.

Introducción:

La Martensita es una estructura meta-estable de baja temperatura de los

aceros al C. Las correspondientes fases de equilibrio, ver diagrama Fe-C, son la ferrita

(α) y la cementita (Fe3C). Ella se obtiene por enfriamiento rápido desde el campo

austenítico, de aleaciones Fe-C, con contenidos de C normalmente superiores a

0,2%. Por ser meta-estables, la Martensita no se indica sobre el diagrama Fe-C.

La martensita se presenta en forma de agujas y cristaliza en la red tetragonal en

lugar de cristalizar en la red cúbica centrada, que es la del hierro alfa, debido a la

deformación que produce en su red cristalina la inserción de los átomos del carbono.

La dureza de la martenista puedeatribuirse precisamente a la tensión que

produce en sus cristales esta

deformación de la misma manera que

los metales deformados en frío deben a

los granos deformados y en tensión el

aumento de dureza que experimentan.

Después de la cementita es el

constituyente más duro de los aceros.

Es importante destacar que el

contenido de carbono afecta, durante el

enfriamiento, a las temperaturas de

inicio y de fin de la transformación

martensítica, MS y MF,

respectivamente. A mayor contenido de C en el acero, menores son estas

temperaturas.



Ahora bien, si el contenido de C es muy alto, como resultado de un temple hasta la

temperatura ambiente, podría quedar Martensita retenida; ello porque MS, estaría bajo

la temperatura ambiente.

Al revenir la martensita, habrá difusión atómica en una matriz metaestable, altamente

distorsionada y con muchas interfases martensita/martensita. En el revenido, el

sistema deberá evolucionar hacia las dos fases de equilibrio, que son ferrita y

cementita. Debido a las mencionadas características de la matriz habrá una

nucleación muy copiosa. Por ello, las partículas de cementita aparecerán (nuclearán)

en muchos puntos. Controlando adecuadamente las condiciones de temperatura y

tiempo de revenido, se tendrá finos carburos en una matriz de ferrita. (No se tendrá

perlita, asociada a nucleación limitada). La estructura bifásica fina resultante de la

Martensita revenida es de gran interés por su tenacidad y resistencia a la fatiga.

Nótese que la martensita revenida no es una fase ni es ya martensita: son finas

partículas de la fase cementita en una matriz de la fase ferrita. Mientras más C

contenga el acero, mayor será la cantidad de cementita (fase dura) al final del temple

y revenido, en relación con la cantidad de ferrita (fase dúctil). Así, el mayor contenidode C es un factor que tenderá a aumentar la dureza de la estructura templada y

revenida.

Fundamento Teórico:

El revenido o recocido es un tratamiento térmico que sigue al de templado del acero.

Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por

deformación en frío. Mejora las características mecánicas reduciendo la fragilidad,

disminuyendo ligeramente la dureza, esto será tanto más acusado cuanto más elevada

sea la temperatura de revenido.

✔ Es un tratamiento que se da después del temple.✔ Se da este tratamiento para ablandar el acero

✔ Elimina las tensiones internas.

✔ La temperatura de calentamiento está entre 150 y 500 ºC (debe ser inferior a

AC1, porque por encima se revertiría el temple previo).

✔ El enfriamiento puede ser al aire o en aceite

La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más

elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.

La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material

tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona

de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si elrevenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es conveniente

enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al

aire libre.

Se entiende por revenido de un acero, el proceso de calentamiento de un acero

martensítico a temperaturas inferiores a las de la temperatura de transformación

eutectoide, para así eliminar las tensiones generadas durante la transformación



martensíticas y ablandar la estructura devolviendo tenacidad al material. La figura b

muestra un esquema del proceso de temple y revenido para un acero ordinario. Tal como

muestra la figura, primero se austeniza el acero, para después enfriarlo rápidamente y

producir así la transformación martensítica. De esta manera, se evita la transformación a

perlitas. Después, el acero es calentado de nuevo a una temperatura por debajo de la de

inicio de transformación austenítica, para ablandar la martensita mediante sutransformación en una estructura de carburo de hierro esferoidal en una matriz de ferrita.

Fig.b: Esquema de un proceso de temple y revenido de un acero.

La Martensita es una estructura metaestable y por lo tanto se transforma cuandose aporta energía al material. En martensitas de aceros ordinarios de bajo carbono,martensita en cintas o listones, existe una alta densidad de dislocaciones, y estasdislocaciones dan lugar a estados de menor energía para los átomos de carbono quesus posiciones intersticiales normales. Así, cuando los aceros martensíticos de bajocontenido en carbono se revienen en el rango de 20 a 200°C, los átomos de carbonomigran hacia ese lugar de preferencia.

Para aceros martensíticos con más del 0.2% de carbono, el principal modo deredistribución del carbono, hasta temperaturas de revenido por debajo de los 200°C,es por precipitación de un carburo épsilon, Fe2.4C, de tamaño muy pequeño que

mantiene las distorsiones de la estructura generadas durante la transformaciónmartensítica. Cuando los aceros se revienen entre 200 y 300°C, el precipitado adoptaformas aciculares que fragilizan enormemente el material. Finalmente, a temperaturassuperiores a los 300°C se inicia la formación de cementita, Fe3C, de forma esféricaque va coalesciendo con la temperatura hasta formar la estructura final a altastemperaturas de esferas de cementita en una matriz de ferrita.

La figura c. muestra el efecto del aumento de la temperatura de revenido en ladureza de varios aceros martensíticos. Por encima de los 200°C aproximadamente, la

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dureza disminuye gradualmente al aumentar la temperatura hasta los 700°C, debidoa las transformaciones operantes en la martensita explicadas anteriormente.

Fig. c: Influencia de la temperatura de revenido en la dureza de la martensita de

diferentes aceros.

Materiales y Equipos:

➢ Muestras de Acero templadas.

➢ Lima.➢ Maquinas de desbaste y pulido.

➢ Horno mufla.

➢ Microscopio metalográfico.

➢ Reactivo Nital, Alcohol, algodón, y secadora.

Procedimiento:

1. Realizar las pruebas de dureza a lima de todas las probetas.

2. Calentamiento de las probetas según el orden establecidos y practicar los

tratamientos que a continuación se indican:

N° de Probeta Templada Temperaturade Revenido

Tiempo deCalentamiento

Medio deenfriamiento

Agua Aceite (°C) (min)

1 - 300 40 Aire

2 - 400 40 Aire

3 - 500 40 Aire







4 1 600 40 Aire

5 2 600 40 Aire

3. Realizar las pruebas de dureza a Lima de todas las probetas.

4. Realizar el desbaste, pulido y ataque químico con Nital al 5%.

5. Observar en el microscopio y determinar las microestructuras de cada probeta.

I. Informe:

1. Teoría del revenido en forma sintética:

El revenido es un procedimiento que se realiza después del temple para que la pieza

retome características mecánicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la

dureza, tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza.

Aplicando temperaturas bajas, inferiores a las de la temperatura de transformación

eutectoide. Por un periodo de tiempo, para que estas reorganicen la posición de átomos

en la red cristalina con la redistribución del carbono, de esta manera por encima de los

200°C aproximadamente, la dureza disminuye gradualmente al aumentar la temperatura

hasta los 700°C, debido a las transformaciones operantes en la Martensita, habrá difusión

atómica en una matriz metaestable, altamente distorsionada y con muchas interfases

martensita/Martensita (Ver Fig. b).

2. Describa los materiales y el procedimiento experimental.

Materiales:

➢ Muestras de Acero templadas: Se utilizó las probetas a las que se realizó eltemple, las cuales presentaron una dureza muy alta y por lo tanto fragilidad que al

realizar la prueba de impacto, estas probetas se rompieron con facilidad.

➢ Lima: Herramienta utilizada para realizar la prueba de dureza a la probeta.

➢ Maquinas de desbaste y pulido: Utilizadas después de realizar el revenido para

verificar al microscopio la estructura.

➢ Horno mufla: Equipo utilizado para realizar el calentamiento de las probetas.

➢ Microscopio metalográfico: Equipo para observar la microestructura de la probeta

una vez realizada el revenido.

Procedimiento:

a. Realizar las pruebas de dureza a lima de todas las probetas.

Se desarrollo la prueba de dureza con una lima a la probeta, cada uno delos alumnos desarrollo la prueba verificando cuan duro era el material,

indicando que la dureza de la probeta es muy alta que impide la

penetrabilidad de la lima.

b. Calentamiento de las probetas según el orden establecidos y practicar los

tratamientos:

Se colocaron las 7 probetas al interior del Horno Mufla para proceder al

calentamiento por un tiempo de 40 min. Como muestra el cuadro.



c. Realizar las pruebas de dureza a Lima de todas las probetas.

Después de haber cumplido con el tiempo establecido cada probeta se

someta a la prueba del limado, para comparar con la dureza obtenida en la

anterior prueba, obteniendo que el material era más blando que el anterior.

d. Realizar el desbaste, pulido y ataque químico con Nital al 5%.

Luego de la prueba se desarrollo las operaciones de desbaste y pulido de

la probeta para luego pasar al ataque químico con el reactivo Nital,

aplicando un tiempo de 10 seg de permanencia.

e. Observar en el microscopio y determinar las microestructuras de cada

probeta.

Utilizando los microscopios se obtuvo que la microestructura cambió de

Martensita a Martensita revenida.

Martensita Martensita Revenida



2. Resultados:

a. Presentar las fotografías de las micro estructuras observadas

N°

Probeta

Micro-estructura Observación

1 Con probeta enfriada

en agua.

Microestructura con un

revenido de 300°C por

40 min.


en agua.



40 min.




en agua.



40 min.


en agua.



40 min.


en Aceite.



40 min.




en Aceite.



40 min.

b. Presentar el comportamiento de la dureza a las pruebas de lima.

Probeta Antes DespuésPrueba de

Impacto

Agua

1 Duro Menos Duro Dificulta su rotura.

2 Duro Menos Duro No se fractura

3 Duro Menos Duro No se factura

4 Duro Blanda No se factura


Aceite


c. Discusión de los resultados.

• La dureza que presentaba al realizar el temple incrementaba la fragilidad de la

pieza. Es por ello que después de un proceso de temple viene acompañado de un

revenido de la pieza para que pueda recuperar su propiedades de tenacidad.

Reduciendo sus tensiones internas.



• A menor temperatura se observa que la pieza aun mantiene algunas

características de dureza y un poco de fragilidad, a mayor temperatura pero menor

a la temperatura del punto crítico.

• Se puede reducir la dureza desde 55 Rockwell a un promedio de 35 rockwell, esto

se debe a la reorganización de los átomos de carbono disueltos en el acero.

1. Conclusiones:

El revenido es el tratamiento que corrige bien esos inconvenientes, restituyendo al

acero gran parte de las propiedades perdidas, sin afectar mucho aquellas logradas

por el temple.

Se logró transformar la estructura del acero, de Martensita a estructuras más

blandas, y tenaces que es la martensita revenida.

Se realizó las pruebas de la lima a la probeta para verificar el cambio de dureza

que obtuvo la pieza.

Se observó al microscopio la diferencia entre la martensita y de la martensita

revenida. Al revenir la pieza se disminuyó la tensión interna que poseen pieza templada.

Disminuyó la dureza, resistencia a la rotura como también el límite elástico.

Incrementó el alargamiento, la estricción y la resilencia.

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