¡Descarga practicca de ensayo prueba jominy y más Monografías, Ensayos en PDF de Ingeniería de Procesos solo en Docsity!
Nombre de la Materia Procesos de Conformado
Nombre del Profesor Dr. Carlos Alberto López Medina
Nombre de Alumno Grupo y Sección 8ºB
Título de la Practica Pruebas de Templabilidad Jominy Practica Nº: 3
Unidad Temática Unidad III
Objetivo General Identificar los valores de templabilidad de aceros medios en carbón,
mediante las pruebas Jominy y sus respectivos análisis de dureza y de
microestructura.
PRUEBA JOMINY DE ACEROS 1045 Y 4140
0. PRE-REPORTE
INVESTIGA QUÉ ELEMENTOS ALEANTES INCREMENTAN LA TEMPLABILIDAD DEL ACERO.
a. ¿Qué relación existe entre la prueba Jominy, el diagrama CCT, los cambios
microestructurales y las propiedades mecánicas de los aceros?
La prueba Jominy y el diagrama CTT (Continuous Cooling Transformation) están
relacionados porque ambos se utilizan para caracterizar la transformación de fase en los
aceros.
La prueba Jominy es una prueba de enfriamiento rápido que se utiliza para evaluar la
templabilidad de los aceros. En esta prueba, se calienta un espécimen de acero hasta una
temperatura austenítica y luego se enfría rápidamente en una sola posición utilizando un
chorro de agua. El resultado de la prueba Jominy es una curva de dureza que muestra cómo
varía la dureza del acero a lo largo de la longitud del espécimen.
Por otro lado, el diagrama CTT muestra cómo varía la microestructura del acero en función
del tiempo y la temperatura de enfriamiento. Este diagrama se utiliza para predecir la
microestructura final de un acero después de un enfriamiento dado.
Los cambios estructurales que ocurren en el acero durante la transformación de fase están
relacionados con las propiedades mecánicas del acero. Por ejemplo, una microestructura
fina y homogénea puede proporcionar una mayor resistencia y ductilidad al acero, mientras
que una microestructura más gruesa y heterogénea puede reducir estas propiedades
mecánicas.
En resumen, la prueba Jominy y el diagrama CTT están relacionados porque ambos se
utilizan para caracterizar la transformación de fase en los aceros, lo que a su vez tiene un
impacto directo en las propiedades mecánicas del acero.
I. ANTECEDENTES
Jominy es un ensayo estándar el cual mide cuantitativamente el respectivo endurecimiento de
los aceros; procedimiento el cual fue adoptado por la American Society for Testing and
Materials (ASTM), identificado como método A255 y por la Society of Automotice Engineers
(SAE).
Este ensayo consiste en templar una probeta estandarizada de un acero estudiado y
respectivamente identificado; elevando su temperatura a (900°C) aproximadamente para
transformar toda la masa en austenita, enfriándola posteriormente mediante un chorro de agua
con caudal constante y a una temperatura especificada, enfriando únicamente su cara inferior y
la cual por medio de conducción va a ser enfriada totalmente; la cara inferior enfría la probeta
de forma longitudinal, actuando como superficie templante, apareciendo un gradiente de
velocidades de enfriamiento desde la máxima velocidad en el extremo templado (inferior), a la
mínima en el extremo superior.
Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 0,
milímetros de espesor y se determina la dureza a lo largo de los 50 mm primeros de la probeta.
En los primeros 12.5 mm las lecturas de dureza se toman a intervalos de 1.6 mm y en los 37.
mm siguientes cada 3.2 mm. Después se traza una curva de templabilidad representando los
valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.
Estas curvas se denominan curvas de Jominy o de templabilidad. Mientras más inclinada sea la
curva menos templable es el acero. La curva de templabilidad asegura que si la dureza
disminuye rápidamente conforme nos alejamos del extremo templado, el acero tendrá una
templabilidad baja, mientras que los aceros cuyas curvas son casi horizontales serán de alta
templabilidad, es decir, susceptibles de endurecerse rápido cuando sufren temple.
Es preciso identificar la respectiva definición de templabilidad adoptada específicamente para
este ensayo térmico; la cual es definida como la propiedad que determina la profundidad y la
distribución de la dureza inducida por el enfriamiento desde la zona o condición austenítica.
II. OBJETIVOS
a) Realizar la prueba Jominy para los aceros 1045 y 4140.
b) Relacionar las durezas medidas en la prueba Jominy con las velocidades de enfriamiento,
los cambios microestructurales y los diagramas CCT.
III. MATERIAL / EQUIPO
Barras de 2 diferentes aceros para la prueba Jominy
Horno de resistencia eléctrica
Equipo para realizar la prueba Jominy
Durómetro Rockwell
Fresadora vertical
Acero AISI 1045
Composición química del Acero 1045
Propiedades mecánicas y químicas en recocido a 790 °C (1450 °F), enfriado en horno de 11 °C (20 °F) por hora
a 650 °C (1200 °F), enfriado por aire, redondo de 25 mm (1 pulg.)
Propiedades mecánicas en normalizado a 900 °C (1650 °F), enfriado por aire, redondo de 25 mm (1 pulg.)
templado en aceite a 855 °C (1570 °F), revenido a 650 °C (1200 °F), redondo de 25 mm (1 pulg.)
templado en agua a 845 °C (1550 °F), revenido a 650 °C (1200 °F), redondo de 25 mm (1 pulg.)
Acero 4140
Composición química
C. Consultar los diagramas CCT para ambos aceros y agregarlos a la práctica.
Diagrama CCT
del acero 4140
Diagrama acero 1040
PREGUNTAS
i. Complete la siguiente tabla.
Distancia
Jominy
Velocidad de
enfriamiento
Dureza HRc
Componentes
microestructurales según el
CCT
1/16 in 92.4 64.
2/16 in 107.5 60
3/16 in 114.3 56.
4/16 in 115.4 54.
5/16 in 111.6 47.
6/16 in 107.9 59.
7/16 in
8/16 in
9/16 in
10/16 in
11/16 in
12/16 in
13/16 in
14/16 in
15/16 in
14/8 in
15/8 in
16/8 in
ii. De los dos materiales, ¿Cuál fue el más templable y a qué factores se debió?
Entre el acero 4140 y el acero 1045, el acero 4140 es más adecuado para el temple ya
que es un acero de aleación que contiene cromo, molibdeno y otros elementos que lo
hacen más resistente y duradero que el acero 105.
El acero 4140 se utiliza comúnmente en aplicaciones de alta resistencia, como piezas de
maquinaria y herramientas, debido a su alta resistencia y capacidad para soportar cargas
pesadas. Este tipo de acero también tiene una buena resistencia al desgaste y a la fatiga.
Por otro lado, el acero 1045 es un acero al carbono de bajo contenido de aleación que se
utiliza comúnmente en aplicaciones donde se requiere una dureza moderada y una
buena resistencia al desgaste. Aunque puede ser templado, el acero 1045 no tiene la
misma capacidad de endurecimiento que el acero 4140.
iii. ¿Cuál es la utilidad práctica de la prueba Jominy?
La prueba Jominy se utiliza para evaluar la capacidad de los aceros para ser templados y
se utiliza comúnmente en la industria del acero para ayudar a seleccionar los aceros
adecuados para procesos de fabricación específicos que requieren alta resistencia
mecánica y dureza.
En particular, la prueba Jominy se utiliza para determinar la distribución de dureza a lo
largo de la longitud del acero enfriado rápidamente desde una temperatura austenítica.
La información obtenida a partir de la prueba Jominy puede ayudar a predecir la
microestructura final del acero y, por lo tanto, su comportamiento mecánico.
La prueba Jominy también se utiliza en la investigación y el desarrollo de nuevos aceros
para evaluar su templabilidad y comparar sus propiedades con las de los aceros
existentes. En general, la prueba Jominy es una herramienta valiosa para evaluar la
calidad del acero y para determinar su capacidad para ser procesado de manera efectiva.
VI. CONCLUSIONES
Genere una serie de comentarios respecto a los resultados de la práctica y desde su punto de vista que
repercusiones podrían traer en su dominio de los tipos de reacciones. Agregue las imágenes de la práctica que
considere más sobresalientes.
En el diseño de piezas el conocimiento de las propiedades mecánicas y de resistencia de los aceros 1045 y 4140
después de la prueba Jominy es importante para el diseño de piezas y componentes mecánicos. Si se espera que
una pieza sea sometida a cargas de impacto, se deberá tener en cuenta cómo la prueba Jominy puede haber
afectado la tenacidad del material.
También en la selección de materiales el conocimiento de las propiedades de los aceros 1045 y 4140 después de
la prueba Jominy también es importante para la selección de materiales. Si se requiere una alta resistencia y
dureza en la superficie de una pieza, puede ser preferible elegir un acero 4140 en lugar de un acero 1045, ya que
el primero tiene una mayor resistencia a la tracción
Primero se precalentó la mufla
a 845 ºC aprox. Para su
austenización y posteriormente
meter las probetas de acero
4140 y 1040 y dejarlas por 1
hora.
C
Después de una hora, las probetas son sacadas y
colocadas en un banco de prueba jominy se enfrían
posteriormente mediante un chorro de agua con
caudal constante y a una temperatura especificada,
enfriando únicamente su cara inferior y la cual por
medio de conducción va a ser enfriada totalmente.
Una vez que la probeta se ha enfriado a
temperatura ambiente, se desbasta una tira de
0,4 milímetros de espesor y se determina la
dureza a lo largo de los 50 mm primeros de
la probeta. En los primeros 12.5 mm las
lecturas de dureza se toman a intervalos de
1.6 mm y en los 37.5 mm siguientes cada 3.
mm
