ACTIVIDADES POR DESARROLLAR:
Evaluar el tipo de inclusiones para la muestra en estado de suministro y sin recocido.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
LAB MAT ESPOCH
200 𝜇𝑚
Figura 1. Inclusiones en el espécimen
sin tratamiento térmico, obtenida a 10X
lente objetivo.
Figura 2. Inclusión tipo oxido globular
D5 tomada de la norma ASTM E45-95.
Al comparar la imagen tomada del espécimen con las que muestra la norma ASTM
E45-95 se puede afirmar que corresponde a inclusión tipo oxido globular D5.
Espécimen en estado de suministro.
LAB MAT ESPOCH
200 𝜇𝑚
Figura 2. Inclusiones en el espécimen
sin tratamiento térmico, obtenida a 10X
lente objetivo.
Figura 2. Inclusión tipo oxido globular
D2 tomada de la norma ASTM E45-95.
Al comparar la imagen tomada del espécimen con las que muestra la norma ASTM
E45-95 se puede afirmar que corresponde a inclusión tipo oxido globular D2.
(ASTM, 1997)
Determinar la severidad de las inclusiones.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
Según la norma ASTM E45-95 se encontró en la superficie pulida del espécimen una
severidad igual a 5.
Espécimen en estado de suministro.
Según la norma ASTM E45-95 se encontró en la superficie pulida del espécimen una
severidad igual a 2.
Comparar las microestructuras obtenidas con otras microestructuras presentes en
referencias.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
LAB MAT ESPOCH
200 𝜇𝑚
Figura 3. Microfotografía del espécimen con
tratamiento térmico (recocido) que ha sido atacado
con nital al 3% de concentración, obtenida a 10X lente
objetivo.
Al comparar la microfotografía obtenida del espécimen tratado térmicamente,
sometido a recocido con Metals Handbook, nos encontramos que presenta cierta
semejanza con un Acero 1045, el cual es un Acero de contenido medio de carbono
que tiene_las_siguientes_características:
Carbono retenido, las manchas negras, retenidas en una matriz, parte blanca, que en
este caso es una matriz ferrítica. Podemos observar que la micrografía se nota
ligeramente oscura, producida por lo exposición en exceso al nital, lo que provocó
que la superficie lisa presente una ligera decoloración obscura.
(Handbook, 2004)
Espécimen en estado de suministro.
LAB MAT ESPOCH
200 𝜇𝑚
Figura 3. Microfotografía del espécimen sin
tratamiento térmico que ha sido atacado con nital al
3% de concentración, obtenida a 10X lente objetivo.
Al comparar la microfotografía obtenida del espécimen que no ha sido tratado
térmicamente con Metals Handbook, nos encontramos que guarda cierta semejanza
con una fundición de acero ASTM A216, el cual es una pieza de fundición de carbono
que_ha_sido_tratado_térmicamente.
El espécimen ha sido tratado térmicamente de recocido por austenización a 1600 F
durante 8 horas y enfriado en horno. La estructura es perlita (oscura) en una matriz
de ferrita (blanca).
La micrografía es de una sección transversal de la barra que se tomó perpendicular a
la dirección de rodadura (Handbook, 2004)
Según la aplicación del acero ASTM A216 se utiliza principalmente como material
de fundición. También se utiliza como una parte de la máquina para el equipo pesado.
Sin embargo, las propiedades del A216 no son lo suficientemente única para requerir
en cualquier industria. Este tipo de acero responde a las necesidades que requiere
muestro espécimen analizado. (Digfineart, 2019)
Determinar las fases presentes observadas en las muestras con y sin recocido.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
Matriz Ferritica
Carburos
Retenidos
Espécimen en estado de suministro.
Matriz Ferritica
Perlita esferoidal
(Nodular)
Calcular el porcentaje de carbono en base a los porcentajes de las fases de las muestras
sin y con recocido.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
% Carburos Retenidos
= 43
% Matriz Ferritica
= 57
Espécimen en estado de suministro.
% Perlita esferoidal
= 15
% Matriz Ferritica
= 85
Hallar la dureza Rockwell, Brinell y Vickers.
Espécimen tratado térmicamente por recocido.
DUREZA BRINELL:
11.7 HB 2.5/ 187.5/15
Datos:
Carga: 187.5 kgf
Diámetro indentador: 2.5mm (D)
Diámetro huella:1.26mm (d)
Solución:
HB =
1.25 𝑚𝑚
HB = 1.8544 {
1.27 𝑚𝑚
2F
πD(D2 − √D2 − d2 )
0.5 kgf
π ∗ 2.5(2.52 ∗ √2.52 − 1.262
HBW = 11.7
}
DUREZA VICKERS:
Parte blanca
Datos:
Carga: 500 gf
113 HV 0.5/ 15
Solución:
HV = 1.8544
88.2 𝜇𝑚
HV = 1.8544 {
0.5 kgf
}
[0.5(92.5 + 88.2) ∗ 10−3 ]2
HV = 113
92.5 𝜇𝑚
F
d2
Parte negra (carbono retenido)
167 HV 0.5/ 15
Datos:
Carga: 500 gf
Solución:
HV = 1.8544
74 𝜇𝑚
HV = 1.8544 {
F
d2
0.5 kgf
}
[0.5(75 + 74) ∗ 10−3 ]2
HV = 167
75 𝜇𝑚
Espécimen en estado de suministro.
DUREZA ROCKWELL:
38 HRC
DUREZA VICKERS:
341 HV 0.5/ 15
Datos:
Carga: 500 gf
Solución
HV = 1.8544
37.5 𝜇𝑚
HV = 1.8544 {
39 𝜇𝑚
F
d2
0.5 kgf
}
[0.5(39 + 37.5) ∗ 10−3 ]2
HV = 341
Analizar y comparar la relación existente entre microestructura y dureza para las dos
muestras.
En la micrografía tomada de la probeta en estado de suministro se observa la presencia
de una matriz ferrítica en mayor porcentaje que la observada en la probeta recocida.
Por otro lado, el porcentaje de carbono retenido presente en la probeta luego del
tratamiento térmico (recocido) es mayor, presentando concentraciones más grandes
que las observadas en la probeta de suministro.
Al realizar las pruebas de dureza en cada una de las probetas notamos una clara
variación, mostrando que la probeta de suministro presenta una mayor dureza, a
diferencia que la probeta con tratamiento térmico, la cual presenta una reducción en
su dureza por lo que fue imposible realizar la prueba de dureza Rockwell C.
Es importante recalcar que se llegó a la conclusión de que la parte blanca observada
en la microestructura, atacada con nital al 3%, de la probeta con tratamiento térmico
(recocido) es una matriz ferrítica porque su dureza es menor a la dureza hallada en la
parte negra (carbono retenido).
Completar las siguientes tablas
Tabla 1. Resumen Recocido y Estado de suministro
Tratamiento
Temperatura de
Térmico
Austenización
Sin tratamiento
No aplica
Recocido
880 ℃
Temperatura del medio
de enfriamiento
No aplica
Enfriado en horno
Tamaño de
Grano
4
No aplica
Observaciones
No existen
límites de grano
Tabla 2. Durezas medidas
Dureza Brinell
Dureza Vikers
Tratamient Diámetr Diámetr
D. Identador Carga Tiemp
o Térmico
o1
o2
[mm]
[kgf] o [s]
[mm]
[mm]
Estado de
Suministro
Recocido
Dureza
1.25
1.27
2.5
187.5
Estado de suministro
Recocido
11.7
15
Diagonal Diagonal Carga
1 [µm]
2 [µm]
[kgf]
Tiemp
o [s]
37.5
39
0.5
15
88.2
92.5
0.5
15
Estado de suministro
341
Recocido
113
Tabla 3. Resumen de Inclusiones y microestructuras
Tratamiento
Térmico
Micrografía
Microestructura
/Inclusiones
observadas
Tamaño de
grano método
comparación
Tipo D: Otros
óxidos
Severidad 2
No aplica
Dureza
promedio
Estado de
suministro
sin ataque
Estado de
suministro
con ataque
Perlita esferoidal
(15%) en matriz
ferrítica (85%)
Los granos no
son
proporcionales
entre sí, por 341 HV 0.5
comparación
38 HBC
se aproxima a
tamaño #4
Recocido sin
ataque
Tipo D: Otros
óxidos
Severidad 5
Recocido
con ataque
Carbonos
retenidos (43%)
en una matriz
ferrítica (57%)
No aplica
Se visualiza
carbono
retenido, y no
es
posible
hallar
el
tamaño
de
grano en tal
condición.
Matriz
ferrítica:
113 HV 0.5
Carbono
retenido:
167 HV 0.5
RESULTADOS OBTENIDOS:
Análisis y discusión del tipo de inclusiones presentes para las muestras sin y con
recocido.
Tanto en el espécimen tratado térmicamente como el espécimen en estado de
suministro nos encontramos con inclusiones tipo oxido globular D, pero se encuentra
diferencia en la severidad, en el espécimen en estado de suministro tenemos una
severidad de 2 tanto que el otro espécimen nos encontramos con una severidad 5.
La diferencia encontrada en la severidad se puede ocasionar a que los especímenes
son de distinta marca de fabricante y por lo tanto son de diferente colada lo que
conlleva a las aleaciones difieran.
Análisis y discusión de las microestructuras obtenidas y comparadas.
Al observar las micrografías obtenidas luego de realizar el ataque químico con nital
al 3% de concentración, notamos que en la probeta de suministro se visualiza la
presencia de perlita, en pequeñas cantidades, en forma de nódulos en una matriz
ferrítica. Por otro lado, tenemos que, al realizarle un tratamiento térmico de recocido
a la probeta, la matriz ferrítica se mantiene, pero su porcentaje se reduce de gran
manera, por lo presencia de carbono retenido en forma de grafito.
Esta diferencia se puede justificar por las circunstancias de uso del material de
suministro, es decir, el mismo pudo haber sido utilizado en procesos que involucren
fricción, causando calentamiento, lo que conlleva a un ligero tratamiento térmico
involuntario durante el uso.
Análisis y discusión de las fases presentes, su relación con la dureza y tamaño de
grano.
En la micrografía perteneciente a la probeta de suministro observamos una estructura
con presencia de perlita esferoidal bastante compacta en una matriz ferrítica, dando
una dureza mayor al material, por otro lado observamos que en la micrografía de la
probeta con tratamiento térmica, se encuentran concentraciones de carbono retenido
de un tamaño relativamente grande, proporcionando mayor maleabilidad al material
y por ende una dureza inferior a la presenciada en la probeta anteriormente
mencionada. Comprobaos de esta manera que mientras más compacta sea la
microestructura mayor será la dureza.
Analizar la influencia de las fases presentes en las posibles propiedades mecánicas
(ductilidad, tenacidad, etc.) de cada una de las muestras.
Con las pruebas de dureza realizadas en cada una de las probetas, llegamos a la
deducción de que las fases del material y su microestructura tienen un rol importante
en las propiedades del material, ya que cuando la microestructura se encuentra
compacta, aumenta considerablemente la dureza, esto conlleva a la disminución de la
ductilidad del mismo, es decir es inversamente proporcional a la dureza. Los
tratamientos térmicos se utilizan específicamente con el fin de aumentar la dureza del
material en cuestión para la implementación en trabajos específicos, donde la
ductilidad no juega un papel importante.
CONCLUSIONES:
El tamaño, la distribución y el número de inclusiones presentes en los especímenes
analizados, son pequeños; por lo que se puede concluir que el proceso de fabricación
es satisfactorio.
Se determinó la densidad de inclusiones, así como de su microestructura en los dos
especímenes, encontrándonos con poca similitud entre ellos y esto se da debido a que
las inclusiones dependen de la composición propia de cada material, esto cambia
porque los especímenes son de diferente marca de fabricante por ende la colada y
aleación no es misma.
Respecto a la microestructura, aquí varia debía a que un espécimen esta tratado
térmicamente por recocido y dicho tratamiento térmico se efectúa con el objetivo de
conocer las características y propiedades iniciales del elemento, por otro lado, el
espécimen de suministro se encuentra en condiciones o estado de deterioro por su
funcionamiento.
Las propiedades mecánicas de cada espécimen presento mucha diferencia respecto a
la dureza, esto se debe principalmente al tratamiento térmico de recocido aplicado,
este espécimen fue el que presento menor dureza.
BIBLIOGRAFÍA
1. ASTM, C. (1997). ASTM E 45-97. In Standard Test Methods for Determining the
(pp. 1-15). Annual Book of ASTM Standards.
2. Digfineart.
(2019,
Junio
https://www.digfineart.com/QrbRpW6KY/
11).
Retrieved
3. Handbook, A. (2004). Metallography and Microstructures. ASM International.
from
