Tercer parcial Flashcards
(65 cards)
¿Qué es la templabilidad de los aceros?
La templabilidad es la capacidad de los aceros de adquirir dureza por acción del temple. Solo los aceros adquieren dureza por temple.
¿De qué factores depende la templabilidad?
La templabilidad depende de la composición química (incluyendo los aleantes y el contenido de carbono), el diámetro de la pieza, el tamaño de grano y la severidad del temple (medio de enfriamiento y agitación).
¿Cómo afecta el diámetro de la pieza a la templabilidad?
Para un menor diámetro, se observa una menor variación de velocidad de enfriamiento entre el extremo y el centro de la pieza (ΔV menor), lo que resulta en una mayor templabilidad. Por el contrario, un mayor diámetro conlleva una mayor variación de velocidad de enfriamiento (ΔV mayor), resultando en una menor templabilidad. En piezas más grandes, la velocidad de enfriamiento en la superficie es mayor que en el núcleo, lo que puede llevar a la formación de diferentes microestructuras y durezas. Esto significa que una pieza de menor diámetro tiene una mayor capacidad de temple porque mantiene la dureza desde la superficie hasta el centro.
¿Cómo afecta la composición química del acero a la templabilidad?
La composición química, incluyendo los aleantes y el contenido de carbono, modifica las propiedades de templabilidad. Para un mismo contenido de carbono, diferentes aleantes modifican las curvas de temple. La dureza de la martensita depende del contenido de carbono de la austenita. Aceros con el mismo contenido de carbono pero distintos aleantes tendrán la misma dureza en el extremo del ensayo Jominy, pero su templabilidad variará. Algunos aleantes, como el boro, mejoran la templabilidad.
¿Qué es la velocidad crítica de enfriamiento?
Es la velocidad mínima a la cual debe enfriarse el material para obtener un 100% de martensita.
¿Cómo afecta el tamaño de grano a la templabilidad?
Un tamaño de grano más grande tiene mayor espacio entre los bordes de grano, donde se deposita el carbono en forma de cementita, lo que puede aumentar la dureza de la martensita y, por lo tanto, influir en la templabilidad.
¿Cuáles son las etapas de los mecanismos de eliminación del calor?
Las etapas son:Etapa A: Enfriamiento por capa de vapor: Al inicio, la pieza está muy caliente, por lo que el líquido se transforma automáticamente en vapor. La eliminación del calor ocurre por conducción y radiación. El vapor genera burbujas en la superficie de la pieza.Etapa B: Enfriamiento por transporte de vapor: El vapor ya no queda en la superficie de la pieza, sube a la superficie por menor densidad. La eliminación del calor ocurre por convección.Etapa C: Enfriamiento por medio líquido: La pieza ya tiene menor temperatura, el agua no se evapora. La eliminación del calor ocurre por conducción y convección. La conducción y la convección se dan a través de la capa líquida.
¿Qué es el Ensayo de Jominy?
El Ensayo de Jominy estandariza y normaliza el proceso de enfriamiento de una probeta.
¿Por qué se puede reproducir el Ensayo de Jominy en cualquier acero?
Se puede reproducir en cualquier acero ya que todos comparten la misma conductividad térmica. Esto permite comparar la templabilidad de diferentes aceros mediante las curvas resultantes.
¿Cómo se realiza el Ensayo de Jominy?
Consiste en austenizar una pieza (normalizada/estandarizada) y luego enfriarla a través de un chorro de agua en un extremo. La probeta tiene dimensiones normalizadas (aproximadamente 100 mm de altura y 25 mm de diámetro) y está sujeta por un soporte específico. Se normalizan las condiciones del ensayo, como la distancia entre la punta de la probeta y el chorro de agua (1/2 pulgada), el diámetro de la boquilla del dispersor de agua, el tiempo desde que se saca la probeta del horno hasta que se enfría (mínimo), y la temperatura del agua (aproximadamente 24°C). Después del enfriamiento, se rectifica una cara lateral de la probeta, y se miden las durezas Rockwell C a diferentes distancias desde el extremo templado, típicamente en incrementos de 1/16 de pulgada hasta 2 pulgadas.
¿Qué se mide en el ensayo de Jominy? ¿Qué representa la curva obtenida del Ensayo de Jominy?
Se mide la dureza de la probeta a lo largo de su longitud, a distancias específicas desde el extremo que fue enfriado por el chorro de agua.El gráfico del Ensayo de Jominy muestra la dureza (en Rockwell C) en función de la distancia desde el extremo templado de la probeta (distancia Jominy). Cada probeta ensayada arroja una curva de dureza. La distancia Jominy se asocia con la velocidad de enfriamiento. A medida que uno se aleja del extremo templado, la velocidad de enfriamiento se reduce. Por lo tanto, la curva Jominy muestra cómo varía la dureza en un acero en función de la velocidad de enfriamiento.
¿Qué se observa en el extremo de la probeta templada en el Ensayo de Jominy?
En el extremo de la probeta se da la máxima velocidad de enfriamiento (permite la formación de martensita), y la dureza obtenida es máxima.
¿Qué se observa en la cabeza de la probeta en el Ensayo de Jominy?
En la cabeza de la probeta se da la menor velocidad de enfriamiento (lo que puede llevar a la formación de otras fases como perlita o bainita, con menor dureza), y la dureza obtenida es mínima.
¿Cómo varía la velocidad de enfriamiento a lo largo de la probeta en el Ensayo de Jominy?
A medida que nos vamos alejando del extremo templado, se reduce la velocidad de enfriamiento. Entonces, la distancia Jominy se asocia con la velocidad de enfriamiento.
¿Qué es la banda de templabilidad en el ensayo de Jominy? ¿Por qué existen bandas en lugar de una única curva?
La banda de templabilidad indica que no existe una única curva de templabilidad para un mismo acero. Esto se debe a las mínimas variaciones en la composición química o impurezas que pueden existir entre diferentes lotes del mismo grado de acero, lo que genera una banda de valores de dureza en función de la distancia Jominy.
¿Qué muestran las curvas de Jominy de distintos aceros que comparten el mismo porcentaje de carbono?
Las curvas de Jominy de distintos aceros que comparten el mismo porcentaje de carbono comienzan en el mismo punto. Para igual contenido de carbono C, la dureza en el extremo será igual ya que la dureza de la martensita depende de la cantidad de C de la austenita de la cual proviene. Sin embargo, la curva se va modificando en función de la proporción y tipo de aleantes a medida que nos alejamos del extremo.
Describe diferentes medios de enfriamiento utilizados en el temple y sus características.
Aire: Poco utilizado en aceros de construcción, ya que se necesita un enfriamiento rápido para el temple. Agua corriente: Se utiliza con una temperatura entre 15°C y 20°C; si es mayor a 30°C pierde efectividad. Aceite para temple: Típico medio para aceros aleados, se utiliza entre 30°C y 90°C. A mayor temperatura, menor viscosidad, lo que mejora la tasa de enfriamiento. Salmuera (solución acuosa al 10% de cloruro de sodio): Mejora la capacidad de enfriamiento. Sales (nitritos y nitratos): Utilizados para tratamientos isotérmicos.
¿Qué mide la severidad del temple (H)? ¿Cuál es la unidad de referencia?
La severidad del temple mide la eficacia de un medio de enfriamiento. A mayor severidad, mayor velocidad de enfriamiento. Se toma como unidad para agua tranquila H = 1. Es el factor que regula la velocidad de enfriamiento de la superficie del cuerpo, además de su masa.
¿Cómo se relaciona la agitación del medio de enfriamiento con la severidad del temple para diferentes medios?
La agitación y circulación del medio de enfriamiento mejoran la severidad del temple, ya que facilitan una eliminación de calor más rápida y uniforme de la superficie de la pieza.
¿Cómo influye la temperatura del medio de temple en la velocidad de enfriamiento?
Generalmente, si la temperatura del medio de temple aumenta, la velocidad de enfriamiento disminuye debido a una menor diferencia de temperatura entre la pieza y el medio. Sin embargo, en el caso del aceite, a medida que la temperatura aumenta dentro de cierto rango (30-90°C), la viscosidad disminuye, lo que puede mejorar la tasa de enfriamiento hasta un punto óptimo (alrededor de 60°C). Por encima de 30°C, el agua corriente pierde efectividad debido a la formación de vapor.
¿Qué información proporcionan las curvas de Lamont?
Las curvas de Lamont relacionan el diámetro de una barra redonda, el medio de enfriamiento (a través de la severidad del temple H) y la velocidad de enfriamiento (indirectamente a través de la distancia Jominy que alcanzaría ese punto). Permiten determinar la dureza en diferentes puntos de una pieza cilíndrica templada, conociendo el acero (y por lo tanto su curva Jominy) y el medio de enfriamiento utilizado.
¿Cómo se utilizan las curvas de Lamont para seleccionar el medio de enfriamiento y el tamaño de la pieza para lograr una dureza específica?
Las curvas de Lamont permiten determinar el diámetro de una barra redonda necesario para obtener una dureza específica a una cierta profundidad (superficie, mitad del radio, centro), conociendo la distancia Jominy correspondiente a esa dureza y la severidad del temple (H) del medio de enfriamiento utilizado. Se entra a la gráfica con la distancia Jominy deseada y la severidad del temple del medio, y la intersección con las curvas proporciona el diámetro de la barra.
¿Cómo se pueden utilizar las curvas de Lamont y las curvas de Jominy para seleccionar un acero y una severidad de temple para obtener una dureza específica en el centro de una pieza de un tamaño determinado?
Si se tiene una pieza definida (diámetro) y se busca una dureza específica en el centro, se puede utilizar una curva de Lamont para determinar la severidad del temple (H) necesaria para lograr una cierta distancia Jominy equivalente en el centro de la pieza. Luego, utilizando la banda de templabilidad del acero considerado, se verifica si a esa distancia Jominy se alcanza la dureza deseada. Si no, se puede considerar otro acero con una banda de templabilidad diferente o modificar la severidad del temple. También se pueden usar las curvas para, con un acero y medio de enfriamiento definidos, predecir la dureza en diferentes puntos de una pieza de cierto tamaño.
¿Qué es la fatiga de un material?
Según ASTM, la fatiga es el proceso de cambio estructural permanente, progresivo y localizado que ocurre en un material sujeto a tensiones y deformaciones variables en algún punto o puntos y que produce grietas o la fractura completa tras un número suficiente de fluctuaciones. Es un deterioro que se desarrolla bajo la acción de ciclos repetidos de carga o deformación de cierta amplitud. El 90% de las piezas que se rompen en servicio fallan debido a este fenómeno.
