Tratamiento Térmico de Normalizado

 Hola amigos un cordial saludo, en esta parte hablaremos del normalizado y su influencia en las propiedades mecánicas del acero. En el recocido modificamos la microestructura para regenerar el grano deformado, aliviar tensiones o agrandar el mismo tamaño de grano. En el normalizado vamos a modificar el grano del acero para hacerlo lo más fino posible y aumentar así la resistencia del mismo. Entonces, partimos del mismo proceso en el horno donde austenizamos la estructura del grano como se puede apreciar en la figura 1.

Fig. 1 Rango de Normalizado en el acero

 En el Normalizado el rango de austenización es un poco más elevado que en el recocido aunque los tiempos de calentamiento y permanencia en el horno son los mismos. Por otro lado, el medio de enfriamiento en el normalizado es diferente que en el recocido ya que este último se realiza en el horno mientras que en el normalizado se realiza  al aire. Esto hace que el enfriamiento sea mucho más rápido como se puede apreciar en la figura 2 y el resultado final es una estructura mucho más fina que en el recocido y granos más pequeños. 

Fig. 2 Diferencia entre enfriamiento en recocido y normalizado

Las figuras 3A y 3B muestran dos microestructuras obtenidas de un tratamiento térmico de recocido y de normalizado. Aquí podemos distinguir la morfología del grano y como se ve más grueso en la Fig. 3A mientras que en la figura 3B se aprecia granos equiaxilaes mucho más pequeños. Ahora bien vamos a cuantificar el número de grano usando la ASTM E 112 por el método que ustedes les guste (comparativo, planimétrico o intercepción) 

Fig. 3A Microestructura de un acero recocido 100X

Fig. 3B Microestructura de un acero normalizado 100X

Una vez obtenido el tamaño de grano lo pueden comparar con la dureza del material de tal manera que la dureza del recocido debe ser menor a la del normalizado. En caso de que no coincidan deben verificar la superficie del material que no tenga residuos de óxidos, que el indentador del durómetro no esté deformado, que el equipo este calibrado y que la huella del indentador en la pieza coincida con el patrón.

Ya tienen suficiente información para realizar sus informes de laboratorios de manera exitosa, con un buen respaldo bibliográfico mas un adecuado procedimiento de tratamiento térmico el resultado final será satisfactorio.

Para terminar este corto análisis de estos tratamientos térmicos lo que hemos aprendido es que el acero sometido a una alta temperatura (austenizado) con dos maneras diferentes de enfriamiento pueden darnos una estructura que va a tener una fuerte influencia en las propiedades mecánicas de dicho material.

Ahora ¿Que sucede si enfriamos mucho más rápido el acero? La respuesta en el próximo artículo

Saludosssss

 

Tratamientos Térmicos. Recocido

 Hola amigos en este artículo hablaremos del recocido y su importancia. Este tratamiento térmico tiende a modificar la microestructura del acero con el fin último de disminuir la resistencia y aumentar el tamaño de grano. En ocasiones, el material sufre de una deformación plástica extrema y para poder regenerar su estructura se recurre a este tratamiento, como puede observarse en la figura 1. Conforme el material tiende a recuperarse, sus granos deformados liberan la energía almacenada, se recristalizan y comienzan a crecer. El proceso culmina con el enfriamiento de la pieza en el horno hasta la temperatura ambiente.

Fig. 1 Recocido en un material deformado 

La temperatura del recocido por lo general se realiza a aproximadamente 50°C sobre la linea crítica del diagrama Fe-Fe3C tal como se puede apreciar en la figura 2. Cabe destacar que existen otros tratamientos de recocido  que no necesariamente involucran austenizar toda la pieza. Entre ellos están, recocido de alivio de tensiones, contra acritud y la esferoidización 

Fig. 2 Rango de Tratamiento Térmico del Recocido en el Acero

Ahora bien, que información debo manejar a la hora de realizar mis prácticas de laboratorio de tratamientos térmicos en un acero. Primeramente manejar el diagrama Fe-C, ya que conociendo el % de carbono de su acero pueden estimar la temperatura de recocido en el horno (recuerden las etapas, Calentamiento+Recocido+Enfriamiento) Segundo, comparar la microestructura de la pieza antes y después del tratamiento ya que en sus informes deben mostrar las condiciones con las cuales se recibió la pieza. Tercero, emplear el estándar ASTM E112 para estimar el tamaño de grano acorde con el método de su preferencia ya sea comparativo, planimétrico o intercepción. Cuarto y muy importante comparar las durezas iniciales y finales de la pieza ya que no solo ustedes observarán como varía el tamaño de grano sino también como esta variación se refleja en la microestructura. 

Tratamiento Térmico Introducción

 Hola amigos un cordial saludo en este artículo vamos a dar unos tips para ustedes que están cursando la asignatura de tratamientos térmicos y que les puede servir en sus practicas de laboratorio. Primeramente definimos el tratamiento térmico como operaciones de calentamiento y enfriamiento con el fin último de modificar las propiedades mecánicas de un acero o de una aleación no ferrosa.

 En el tratamiento térmico No se funde el material ya que las transformaciones se realizan en estado sólido. Las temperaturas a operar son muy bajas en comparación con la fundición. Antes de iniciar un tratamiento térmico, se debe conocer el diagrama de fase del material a modificar ya que estos muestran las lineas críticas de trabajo para un buen diseño de un procedimiento de tratamiento térmico. En la figura 1 se puede observar el diagrama Fe-Fe3C el cual indica las lineas críticas asociadas con las operaciones de tratamiento térmico y que se identifican como lineas Ac, Acm y Ac1 (Fig. 2)

Fig. 1 Diagrama Fe-Fe3C

Fig, 2 Lineas críticas

Un dato interesante que nos da el diagrama es la división del acero en dos áreas, la primera los aceros hipoeutécticos cuya porcentaje máximo de C es 0.8% aproximado (depende de la fuente consultada) y los aceros hipereutécticos que están en el orden de 0.8 a 2 % C. El tratamiento térmico es diferente para estos aceros hipereutectoides, por ejemplo el tratamiento térmico de esferoidización busca modificar la cementita presente en esferas con una notable disminución de la dureza (Fig. 3)

 Fig. 3 Rango de temperaturas para el tratamiento térmico de esferoidización

Con el diagrama se pueden ubicar las temperaturas en las cuales podemos realizar el tratamiento térmico. En el caso del acero tenemos varios tratamientos   Recocido, Normalizado, Temple, Revenido, Cementación, Nitrurización, Martempering,  Austempering entre otros. Los cuatro primeros son los más utilizados y se diferencian entre ellos por la temperatura a la cual se realiza el calentamiento de la pieza y su medio de enfriamiento. De ahí que, en el recocido el acero es calentado unos grados por encima de la linea AC3 y enfriado en el horno, mientras que en el normalizado la temperatura de tratamiento es un poco superior al recocido y el enfriamiento es al aire (Fig. 4)

 Fig. 4 Ciclos de calentamiento y enfriamiento en el acero para el recocido y el normalizado

Ahora bien,¿Que se busca en el recocido? Lo más importante es disminuir la resistencia del acero e incrementar su tamaño de grano. ¿Que se busca en el normalizado? En este tratamiento queremos disminuir el tamaño de grano para aumentar la resistencia en el acero. El punto clave aquí esta en el tamaño de grano por lo que a la hora de evaluar las microestructuras deben tener la información de que tratamiento se le realizó a la pieza, temperaturas de tratamiento, microestructura inicial previa al tratamiento térmico y la microestructura final y por último y muy importante un durómetro para verificar la dureza.

Preparación Metalográfica. Parte 1

Hola a todos y bienvenidos a este blog!!! Estamos atravesando una situación mundial atípica y muy diferente a la pandemia de 1918 y muchos centros educativos están cerrados, trabajando con el mínimo personal disponible o trabajando de forma virtual. He creado esta publicación como parte de la formación de estudiantes en el campo de la metalografía y como refuerzo para la etapa más importante que es la de análisis de microestructuras. La preparación metalográfica es vital si se desea obtener superficies aptas para el análisis con microscopios, es por eso que esta clase virtual de dos partes les dará a ustedes unos tips que espero les sea de su agrado. Pueden también ayudarme con la creación de contenidos en los comentarios ya que este espacio es para ustedes y su formación.

Saludos y muchos éxitos y cuídense   

Preparación Metalográfica. Parte 2

Gracias por su colaboración y para cualquier aporte con mucho gusto pueden escribir en los comentarios. Un saludo y hasta la próxima clase!!!!