UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE...
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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA
OBTENCIÓN DE PERFILES DE DUREZA EN MUESTRAS DE
ACEROS AISI/SAE 1045, 4140 Y 4340, CON DIFERENTE TAMAÑO Y
GEOMETRIA A PARTIR DE CURVAS JOMINY.
BOGOTÁ D.C 2016
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OBTENCIÓN DE PERFILES DE DUREZA EN MUESTRAS DE
ACEROS AISI/SAE 1045, 4140 Y 4340, CON DIFERENTE TAMAÑO Y
GEOMETRIA A PARTIR DE CURVAS JOMINY.
CARLOS JULIO ZAMBRANO RAMIREZ
JUAN BERNANDO CASTRO ROJAS
Proyecto de grado para optar el
Título de Tecnólogo Mecánico
Luis Hernando Correa Murillo
Ingeniero Mecánico
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA MECÁNICA
BOGOTÁ D.C 2016
3
Se dedica este proyecto a todas las personas que nos apoyaron directa e indirectamente y alentaron para continuar con este proceso de formación.
4
AGRADECIMIENTOS
Los autores de este proyecto agradecen:
Al ingeniero Luis Hernando Correa que como tutor siempre estuvo dispuesto a
colaborar y resolver todas las inquietudes existentes.
Al laboratorista del taller de máquinas herramientas y soldadura Alfonso Giraldo, el
cual contribuyo con su tiempo y pericia para el desarrollo oportuno de la praxis
requerida en el proyecto.
5
CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN 19
2. OBJETIVOS 20
2.1 OBJETIVO GENERAL 20
2.2 OBJETIVO ESPECIFICOS 20
3. MARCO TEÓRICO 21
3.1 TRATAMIENTOS TERMICOS 21
3.1.1 Temple 21
3.1.2 Recocido 22
3.2 ACEROS AISI/SAE 1045, 4140, 4340 22
3.2.1 ACERO AISI/SAE 1045 22
3.2.2 ACERO AISI/SAE 4140 22
3.2.3 ACERO AISI/SAE 4340 23
3.3 DUROMETRO 23
4. MARCO METODOLÓGICO 24
4.1 TORNEADO PARA FABRICACION DE PROBETAS 24
4.2 FRESADO PARA FABRICACION DE PROBETAS 24
4.3 CORTE METALOGRAFICO PARA CILINDROS 24
4.4 ENSAYO JOMINY 25
4.5 TEMPLE 26
4.6 CORTE METALOGRAFICO DE PROBETAS TEMPLADAS 29
4.7 ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL 29
4.8 TEMPLE PARA TAMAÑO DE GRANO 31
4.9 RECOCIDO 32
4.10 ATAQUE DE LAS PROBETAS, ENSAYO METALOGRAFICO 32
4.11 OBTENCION DE TAMAÑO DE GRANO 32
5. RESULTADOS 33
6. ANÁLISIS 65
7. CONCLUSIONES 99
RECOMENDACIONES 100
ANEXOS 101
BIBLIOGRAFIA 107
6
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Composición química del acero AISI/SAE 1045. 22
Tabla 2. Composición química del acero AISI/SAE 4140. 23
Tabla 3. Composición química del acero AISI/SAE 4340. 23
Tabla 4. Temperatura y tiempo para temple en cubos de dos (2) pulgadas.
26
Tabla 5. Temperatura y tiempo para cubos de 1 pulgada.
26
Tabla 6. Temperaturas y tiempos para temple en cilindros de dos (2)
pulgadas de diámetro. 27
Tabla 7. Temperaturas y tiempos para temple en cilindros de una (1)
pulgada de diámetro. 27
Tabla 8. Temperatura y tiempo para temple para cada uno de los
aceros AISI/SAE. 31
Tabla 9. Valores de dureza en acero AISI/SAE 1045 para curva Jominy. 33
Tabla 10. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4140 para curva Jominy. 34
Tabla 11. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4340 para curva Jominy. 35
Tabla 12. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua. 37
Tabla 13. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite. 37
Tabla 14. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua. 38
Tabla 15. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite. 39
Tabla 16. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua. 39
7
Tabla 17. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite. 40
Pág.
Tabla 18. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en agua. 41
Tabla 19. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en aceite. 41
Tabla 20. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en agua. 42
Tabla 21. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en aceite. 43
Tabla 22.Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en agua. 43
Tabla 23. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro templado en aceite. 44
Tabla 24. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cubica de dos (2) pulgadas templado en agua. 45
Tabla 25. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cubica de dos (2) pulgadas templado en aceite. 45
Tabla 26. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cubica de dos (2) pulgadas templado en agua. 46
Tabla 27. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cubica de (2) pulgadas templado en aceite. 47
Tabla 28. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cubica de (2) pulgadas templado en agua. 47
Tabla 29. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cubica de dos (2) pulgadas templado en aceite. 48
Tabla 30. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cubica de una (1) pulgada templado en agua. 49
Tabla 31. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta
cubica de una (1) pulgada templado en aceite. 49
Tabla 32. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cubica de (1) pulgada templado en agua. 50
8
Tabla 33. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta
cubica de (1) pulgada templado en aceite. 51
Pág.
Tabla 34. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cubica de (1) pulgada templado en agua. 51
Tabla 35. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta
cubica de (1) pulgada templado en aceite. 52
Tabla 36. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua. 70
Tabla 37. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cubica de 2 pulgadas templada en agua. 71
Tabla 38. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua. 72
Tabla 39. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cubica de 2 pulgadas templada en agua. 73
Tabla 40. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua. 74
Tabla 41. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cubica de 2 pulgadas templada en agua. 75
Tabla 42. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite. 77
Tabla 43. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cubica de 2 pulgadas templada en aceite. 78
Tabla 44. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite. 79
Tabla 45. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cubica de 2 pulgadas templada en aceite. 80
Tabla 46. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite. 81
Tabla 47. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cubica de 2 pulgadas templada en aceite. 82
9
Tabla 48. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua. 84
Pág.
Tabla 49. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cubica de 1 pulgada templada en agua. 85
Tabla 50. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua. 86
Tabla 51. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cubica de 1 pulgada templada en agua. 87
Tabla 52. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua. 88
Tabla 53. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cubica de 1 pulgada templada en agua. 89
Tabla 54. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite. 91
Tabla 55. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045
muestra cubica de 1 pulgada templada en aceite. 92
Tabla 56. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite. 93
Tabla 57. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140
muestra cubica de 1 pulgada templada en aceite. 94
Tabla 58. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite. 95
Tabla 59. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340
muestra cubica de 1 pulgada templada en aceite. 96
10
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Ensayo Jominy bajo la norma ASTM 255 – 9902 25
Figura 2. Temple para geometría cubica de 2” realizado en la Universidad
Distrital facultad tecnológica. 28
Figura 3. Temple para geometría cilíndrica de 2” realizado en la
Universidad Distrital facultad tecnológica. 28
Figura 4. Probetas templadas de geometría cubica cortadas en la mitad. 29
Figura 5. Puntos para indentaciones en probetas con geometrías cilíndricas. 30
Figura 6. Puntos para indentaciones en probetas con geometrías cubicas. 30
Figura 7. Ensayo de dureza Rockwell C a probeta templada con geometría 31
cilíndrica de 2” de diámetro.
Figura 8. Obtención de tamaño de grano bajo la norma ASTM E 112 – 96. 32
Figura 9. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 1045. 34
Figura 10. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 4140. 35
Figura 11. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 4340. 36
Figura 12. Curva de templabilidad para aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340. 36
Figura 13. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 1045 temple en agua agitado suave. 37
Figura 14. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 1045 temple en aceite agitado suave. 38
Figura 15. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 4140 temple en agua agitado suave. 38
Figura 16. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 4140 temple en aceite agitado suave. 39
Figura 17. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 4340 temple en agua agitado suave. 40
11
Figura 18. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro
en acero AISI/SAE 4340 temple en aceite agitado suave. 40
Pág.
Figura 19. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 1045 temple en agua agitado suave. 41
Figura 20. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 1045 temple en aceite agitado suave. 42
Figura 21. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 4140 temple en agua agitado suave. 42
Figura 22. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 4140 temple en aceite agitado suave. 43
Figura 23. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 4340 temple en agua agitado suave. 44
Figura 24. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro
en acero AISI/SAE 4340 temple en aceite agitado suave. 44
Figura 25. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
1045 temple en agua agitado suave. 45
Figura 26. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
1045 temple en aceite agitado suave. 46
Figura 27. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
4140 temple en agua agitado suave. 46
Figura 28. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
4140 temple en aceite agitado suave. 47
Figura 29. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
4340 temple en agua agitado suave. 48
Figura 30. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE
4340 temple en aceite agitado suave. 48
Figura 31. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
1045 temple en agua agitado suave. 49
Figura 32. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
1045 temple en aceite agitado suave. 50
Figura 33. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
4140 temple en agua agitado suave. 50
12
Figura 34. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
4140 temple en aceite agitado suave. 51
Pág.
Figura 35. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
4340 temple en agua agitado suave. 52
Figura 36. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE
4340 temple en aceite agitado suave. 52
Figura 37. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua
con agitación suave. 53
Figura 38. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite
con agitación suave. 53
Figura 39. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua
con agitación suave. 54
Figura 40. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite
con agitación suave. 54
Figura 41. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 4340 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua
con agitación suave. 55
Figura 42. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero
AISI/SAE 4340 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite
con agitación suave. 55
Figura 43. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
1045 de 1 y 2 pulgadas templados en agua con agitación suave. 56
Figura 44. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
1045 de 1 y 2 pulgadas templados en aceite con agitación suave. 56
Figura 45. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
4140 de 1 y 2 pulgadas templados en agua con agitación suave. 57
Figura 46. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
4140 de 1 y 2 pulgadas templados en aceite con agitación suave. 57
Figura 47. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
4340 de 1 y 2 pulgadas templados en agua con agitación suave. 58
Figura 48. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE
13
4340 de 1 y 2 pulgadas templados en aceite con agitación suave. 58
Pág.
Figura 49. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 1045
templado en agua a 850°C y un recocido completo por 30 min a 850°C. 59
Figura 50. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 1045 templado
en agua para tamaño del grano. 59
Figura 51. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 1045
templado en aceite a 850°C y un recocido completo por 30 min a 850°C. 60
Figura 52. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 1045 templado
en aceite para tamaño del grano. 60
Figura 53. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4140
templado en agua a 870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C. 61
Figura 54. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 4140 templado
en agua para tamaño del grano. 61
Figura 55. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4140 templado
en aceite a 870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C. 62
Figura 56. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 4140 templado
en aceite para tamaño del grano. 62
Figura 57. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4340 templado
en agua a 870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C. 63
Figura 58. Análisis metalográfico del acero AISI/SAE 4340 templado
en agua para tamaño del grano. 63
Figura 59. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4340 templado
en aceite a 870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C. 64
Figura 60. Foto micrográfica del acero AISI/SAE4340 templado en aceite
para tamaño del grano. 64
Figura 61. .Esquema de las microestructuras de una aleación hierro-carbono
de composición eutectoide. 65
Figura 62. Microestructuras obtenidas para una aleación de hierro-carbono
eutectoide en función de la velocidad de enfriamiento. 66
Figura 63. Correlación entre secciones transversales rectangulares y sus secciones
circulares equivalentes (de acuerdo con ISO) 67
Figura 64. Velocidad de enfriamiento en función del diámetro de barras cilíndrica 68
14
Figura 65. Velocidad de enfriamiento para probeta de 2 pulgadas templado
en agua para diferentes distancias en aceros. 69
Pág.
Figura 66. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 70
Figura 67. Perfil de dureza teóricas-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua. 70
Figura 68. Perfil de dureza teórico-Prácticas de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua. 71
Figura 69. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 72
Figura 70. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua. 72
Figura 71. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua. 73
Figura 72. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 74
Figura 73. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua. 74
Figura 74. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua. 75
Figura 75. Velocidad de enfriamiento para probeta de 2 pulgadas templado
en aceite para diferentes distancias en acero. 76
Figura 76. Curva de templabilidad para probetas de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
aceite y sus respectivos valores de dureza. 77
Figura 77. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite. 77
Figura 78. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite. 78
15
Figura 79. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
aceite y sus respectivos valores de dureza. 79
Pág.
Figura 80. Perfil de dureza teórico- prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite. 79
Figura 81. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite. 80
Figura 82. Curva de templabilidad para probetas de dos (2) pulgadas del
acero AISI/SAE 4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para
temple en aceite y sus respectivos valores de dureza. 81
Figura 83. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite 81
Figura 84. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2)
pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite 82
Figura 85. Velocidad de enfriamiento para probeta de una 1 pulgada de
diámetro templado en agua para diferentes distancias en acero. 83
Figura 86. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero
AISI/SAE 1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 84
Figura 87. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de una (1)
pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua 84
Figura 88. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua 85
Figura 89. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero
AISI/SAE 4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 86
Figura 90. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1)
pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua 86
Figura 91. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua 87
Figura 92. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero
AISI/SAE 4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
agua y sus respectivos valores de dureza. 88
16
Figura 93. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1)
pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua 88
Pág.
Figura 94. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua. 89
Figura 95. Velocidad de enfriamiento para probeta de 1 pulgada de diámetro
templado en aceite para diferentes distancias en acero. 90
Figura 96. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero
AISI/SAE 1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
aceite y sus respectivos valores de dureza. 91
Figura 97. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite 91
Figura 98. Perfil de dureza teórico-práctico de Probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite. 92
Figura 99. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada de
diámetro del acero AISI/SAE 4140 con distancias de velocidad de enfriamiento
para temple en aceite y sus respectivos valores de dureza. 93
Figura 100. Perfil de dureza teórico-práctico de probeta cilíndrica de una (1)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite 93
Figura 101. Perfil de dureza teórico-práctico de probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite 94
Figura 102. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero
AISI/SAE 4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en
aceite y sus respectivos valores de dureza. 95
Figura 103. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de una (1)
pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite 95
Figura 104. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de una (1)
pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite. 96
Figura 105. Diagrama de fases hierro-carburo próximo al eutectoide, donde
se indica el tramo de la temperatura de tratamiento térmico del acero al carbono. 97
Figura 106. Relaciones del tamaño de grano por uniformidad, variedad y
orientación 97
17
RESUMEN
El presente documento se desarrolla por medio del análisis teórico-práctico en el
comportamiento metalográfico de los aceros AISI/ SAE 1045, 4140 y 4340; más en
específico se analiza los perfiles de dureza en probetas cubicas y cilíndricas tanto de
una pulgada como de dos pulgadas para cada geometría, a partir de temples efectuados
en agua y aceite con base a los datos obtenidos de curvas Jominy. Adicionalmente se
establece el tamaño de grano por medio de un recocido.
PALABRAS CLAVE: Temple, recocido, grano, austenita, martensita, perlita, perfiles
de dureza y rockwell.
18
ABSTRACT
This document is developed through theoretical and practical analysis on the
metallographic behavior of AISI / SAE 1045, 4140 and 4340 steels; more specifically
the hardness profiles between cubic and cylindrical specimens of one inch to two
inches as each geometry, temples made from water and oil based on data obtained from
Jominy curves. Additionality the grain size is set by an annealing.
KEY WORDS: Hardening, annealing, grain austenite, martensite, perlite, hardness
profile and rockwell
19
1. INTRODUCCIÓN
Culminado el proceso de formación de un tecnólogo mecánico, es necesario que el
estudiante tenga claros los conceptos acerca de la ciencia e ingeniería de los materiales,
para que de esta forma en su vida profesional pueda aplicarlos de manera eficiente y
ante todo rentable en el momento de seleccionar materiales estructurales, maquinas
Herramientas…etc. Dichos conceptos son un pilar fundamental en la experiencia del
tecnólogo, para así poder diagnosticar el comportamiento estático y dinámico a los que
son sometidos los elementos mecánicos en cualquier proceso de diseño.
El proyecto consiste en observar, analizar y comparar como influye el tamaño y la
geometría de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 con respecto a las curvas de
templabilidad Jominy.
20
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Establecer los perfiles de dureza en muestras de aceros AISI/ SAE 1045, 4340 y
4140, templados en diferentes medios a partir de curvas de templabilidad
Jominy.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar los tamaños y geometrías a implementar para los perfiles de
dureza.
Obtención de los perfiles de dureza en probetas de diferentes tamaños y
geometrías templadas en diferentes medios (agua y aceite).
Comprobar la equivalencia de la geometría y la templabilidad de los
perfiles de dureza con respecto a la velocidad de enfriamiento y la
distancia al extremo templado de las curvas Jominy.
Mediante análisis metalográfico, se debe determinar la influencia de la
composición (tamaño del grano) de los aceros AISI/ SAE 1045, 4140 y
4340 con respecto a la velocidad de enfriamiento en la dureza presente
después del recocido.
21
3. MARCO TEÓRICO
3.1 TRATAMIENTOS TERMICOS
Los tratamientos térmicos son usados para generar aceros martensíticos; suelen consistir
en enfriamientos rápidos y continuos de una muestra austenizada, en uno de los tres
medios de temple más implementados, como el agua, aceite o aire. Durante el
tratamiento térmico del temple es posible enfriar la muestra a una velocidad uniforme,
pero la superficie del acero siempre se enfría de manera más rápida que el interior; por
ende, la austenita se transforma en un intervalo de temperaturas, obteniendo una posible
variación de microestructuras y propiedades según la posición dentro de la muestra.1
El objetivo de los tratamientos térmicos es mejorar las propiedades y características de
los aceros; consta en mantener piezas o herramientas de acero a temperaturas adecuadas
durante un determinado tiempo para luego enfriarlas a condiciones controladas. Así,
modificando la estructura microscópica de los aceros. Los factores principales son el
tiempo y la temperatura (los cuales se fijan de acuerdo con la composición del acero), la
forma, el tamaño de las piezas y las características que se desean obtener luego del
tratamiento térmico.2
3.1.1 Temple.
Temple es el enfriamiento abrupto del acero desde una temperatura más elevada que la
crítica superior; esto se logra sumergiendo la pieza en agua, aceite, sal o aplicando aire
comprimido, el resultado es desarrollar una microestructura dura (denominada
1 Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr., EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th Edition, page
340-341
2 Tratamientos Térmicos De Los Aceros, José Apraiz Barreiro. Editorial Dossat S. A, 1984 Madrid. Capítulo III Tratamientos
térmicos Pág. 69
22
martensita), en el estado templado, y en las áreas críticas unas propiedades mecánicas
mínimas.3
3.1.2 Recocido.
El recocido es el calentamiento adecuado de la pieza y luego enfriarla lentamente que
otorgue enfriamientos en condiciones de equilibrio, este enfriamiento se logra dentro del
horno. Su objetivo principal es ablandar el acero, eliminar tensiones y recristalizar el
material.4
3.2 ACEROS AISI/SAE 1045, 4140, 4340
3.2.1 ACERO AISI/SAE 1045.
Acero medio carbono utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en
condición de suministro, el cual puede ser forjado con martillo. Este acero responde al
tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o inducción, pero no es recomendado
para cementación o cianurado. Presenta soldabilidad adecuada haciendo buenas
prácticas de soldadura. Por sus cualidades de dureza y tenacidad es adecuado para la
fabricación de componentes de maquinaria, teniendo un gran campo de aplicaciones en
la industria automotriz y productos de forja.5
La composición química del acero AISI/SAE 1045 es la siguiente:
Tabla 1. Composición química del acero AISI/SAE 1045
valores aproximados en %
C Mn P S Si
0.43 0.74 0.33 0.04 0.22
……… DATOS BRINDADOS POR ACEFER Y CIA LTDA…….
3.2.2 ACERO AISI/SAE 4140.
3 http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/clase9ttteoria.pdf página 23
4 http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/clase9ttteoria.pdf página 20
5 http://www.sumiteccr.com/Aplicaciones/Articulos/pdfs/AISI%201045.pdf
23
Es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y
buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Para darle mayor resistencia a la
abrasión puede ser nitrurado. Por su contenido en molibdeno es insensible a la
fragilidad por revenido. Apto para esfuerzos de fatiga y torsión. Tiene aplicaciones en
ejes, engranajes, cigüeñales, cilindros de motores, bielas, rotores, arboles de turbinas, en
la industria petrolera se tiene usos en taladros, brocas, barrenos, partes de bombas, etc.6
La composición química del acero AISI/SAE 4140 es la siguiente:
Tabla 2. Composición química del acero AISI/SAE 4140
valores aproximados en %
C Mn P S Si Cr Mo
0.43 0.84 0.029 0.029 0.26 0.94 0.158
……… DATOS BRINDADOS POR ACEFER Y CIA LTDA…….
3.2.3 ACERO AISI/SAE 4340
Acero de gran templabilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga en pieza de gran sección.
Buena maquinabilidad a dureza relativamente alta, no presenta fragilidad de revenido,
resistente a la torsión. Es muy usado en tornillos de alta resistencia, levas de mando,
engranajes para maquinaria templados por inducción, ejes de carros y camiones, bielas
para motores, árboles para carros, ejes de transmisión de grandes dimensiones.
La composición química del acero AISI/SAE 4340 es la siguiente:
Tabla 3. Composición química del acero AISI/SAE 4340.
valores aproximados en %
C Mn P S Si Cr Ni Mo
0.42 0.67 0.21 0.028. 0.21 0.81 1.85 0.21
……… DATOS BRINDADOS POR ACEFER Y CIA LTDA…….
3.3 DUROMETRO
Es un instrumento el cual oprime un indentador contra la superficie de la probeta y
después se aplica una carga constante con rapidez. Luego de un segundo, se mide la
profundidad de penetración obteniendo la dureza del material; la dureza se relaciona
6 http://www.sumiteccr.com/Aplicaciones/Articulos/pdfs/AISI%204140.pdf
24
inversamente con la penetración. Los durómetros más usados son los de rockwell,
brinell, vickers y microvickers.7
4. MARCO METODOLÓGICO
4.1 TORNEADO PARA FABRICACION DE PROBETAS.
Guiándose por la norma ASTM A 255 – 9902 la cual rige las dimensiones de la probeta
estandarizada para ensayo Jominy y de cómo se debe realizar dicho ensayo. Se procedió
a fabricar tres probetas de cada acero para un total de nueve probetas Jominy.
Se mecanizo cilindros de dos pulgadas y media del acero AISI/SAE 4340 reduciendo su
diámetro a dos pulgadas puesto que se necesitaba esas medidas para mecanizar en la
fresadora ya que no fue posible encontrar esa medida en almacenes de ventas de aceros
certificados en Bogotá.
4.2 FRESADO PARA FABRICACION DE PROBETAS
Se realizó fresado para la fabricación de dos cubos (uno para temple en agua, uno para
temple en aceite) de dos pulgadas para cada acero AISI/SAE 1045, 4140, 4340, para un
total de seis cubos de dos pulgadas, de la misma forma se mecanizo dos cubos (uno para
temple en agua, uno para temple en aceite) de una pulgada para cada acero AISI/SAE
1045, 4140, 4340, para un total de seis cubos de una pulgada, dichas probetas para
realizar perfiles de dureza en la mitad.
4.3 CORTE METALOGRAFICO PARA CILINDROS
Se ejecutaron cortes metalográficos para la fabricación dos probetas cilíndricas (una
para temple en agua y otra para temple en aceite) de dos pulgadas de diámetro para cada
acero AISI/SAE 1045, 4140 y 4340, para un total de seis cilindros de dos pulgadas de
diámetro; de la misma forma se ejecutaron cortes para la fabricación de dos probetas
cilíndricas (una para temple en agua, una para temple en aceite) de una pulgada de
diámetro para cada acero AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 para un total de seis cilindros de
una pulgada de diámetro. Dichas probetas son las que se emplearan para realizar los
perfiles de dureza transversales.
7 Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pág 82.
25
4.4 ENSAYO JOMINY
Bajo la norma ASTM 255 – 9902 de ensayo Jominy se estableció la temperatura de
austenizacion de cada uno de los aceros AISI/SAE 1045, 4140, 4340. Después de
especificar temperaturas se inició con la probeta AISI/SAE 1045 introduciéndola en la
mufla a temperatura de austenizacion de 850°C por un periodo de tiempo de treinta (30)
minutos, terminado este tiempo, inmediatamente se saca de la mufla y es puesta según
norma en el banco de pruebas para ensayo Jominy suministrado por la Universidad
Distrital Francisco Jose Caldas, de esta forma se realizó los tres (3) ensayos Jominy del
acero AISI/SAE 1045.
Determinando la temperatura de austenizacion del acero AISI/SAE 4140 se ejecutaron
los mismos procedimientos que se realizaron con las probetas AISI/SAE 1045 a la
temperatura de austenizacion de 870°C por treinta (30) minutos.
Por último se realizó los mismos procedimientos que se habían hecho anteriormente
pero ahora con las tres (3) probetas del acero AISI/SAE 4340 a una temperatura de
austenizacion de 870°C durante treinta (30) minutos. De esta forma se realizó ensayo
Jominy a un total de nueve (9) probetas.
26
Figura 1. Ensayo Jominy bajo la norma ASTM 255 – 9902
4.5 TEMPLE
Revisando el catálogo de cada uno de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 se
corroboro la temperatura para temple. Subsiguiente se realizaron temples de cada una de
las probetas cubicas de dos pulgadas (dos por cada acero), ya que se realizarían temples
tanto en agua como en aceite; la temperatura y tiempo a la que se realizó dicho temple
de cada acero AISI/SAE se puede apreciar en el siguiente tabla.
temperatura y tiempo para cubos de 2 pulgadas
Acero
AISI/SAE Temperatura °C Tiempo en min.
1045 850 60
4140 870 60
4340 870 60
Tabla 4. Temperatura y tiempo para temple en cubos de dos (2) pulgadas.
El libro guía nos proporciona información que por cada pulgada de material se debe
proporcionar media hora en la que debe estar la probeta a la temperatura asignada; en
este caso las probetas cubicas tienen un ancho por cada cara de dos (2) pulgadas por esta
27
razón se establecieron 60 minutos en la mufla. Luego se templaron las dos probetas de
cada acero AISI/SAE sumergiéndolas una en agua y otra en aceite con agitado suave.
Siguiendo exactamente las mismas indicaciones se realizó temple en cada uno de los
acero AISI/SAE pero ahora con cubos de una (1) pulgada por cada una de sus caras, las
temperaturas y tiempo que se aplicaron a cada acero se puede apreciar a continuación en
la siguiente tabla.
Temperatura y tiempo para cubos de 1 pulgada.
Acero
AISI/SAE Temperatura °C Tiempo en min.
1045 850 30
4140 870 30
4340 870 30
Tabla 5. Temperatura y tiempo para cubos de 1 pulgada.
De la misma forma se realizó templado de cada uno de los aceros AISI/SAE 1045, 4140
y 4340 a diferencia que se realizó con las probetas cilíndricas de dos (2) pulgadas de
diámetro. La temperatura y tiempo a la que se realizó dicho temple de cada acero
AISI/SAE se puede apreciar en la siguiente tabla.
temperatura y tiempo para cilindros de 2 pulgadas
Acero
AISI/SAE Temperatura °C Tiempo en min.
1045 850 60
4140 870 60
4340 870 60
Tabla 6. Temperaturas y tiempos para temple en cilindros de dos (2) pulgadas de
diámetro.
Templando de esta forma por acero AISI/SAE dos probetas cilíndricas de dos (2)
pulgadas una en aceite y otra en agua con agitado suave para un total de seis probetas
cilíndricas de dos (2) pulgadas.
Para finalizar con la parte de templados se ejecutó las mismas indicaciones para las
probetas cilíndricas de una (1) pulgada de dímetro, dos por cada acero una para
templado en aceite y la otra para templado en agua, dando un total de 6 probetas
28
cilíndricas de una (1) pulgada. Las temperaturas y tiempos de cada uno de los aceros
AISI/SAE se podrán apreciar en la siguiente tabla.
Temperatura y tiempo para cilindros de 1 pulgada.
Acero
AISI/SAE Temperatura °C Tiempo en min.
1045 850 30
4140 870 30
4340 870 30
Tabla 7. Temperaturas y tiempos para temple en cilindros de una (1) pulgada de
diámetro.
Figura 2. Temple para geometría cubica de 2” realizado en la Universidad Distrital
facultad tecnológica.
29
Figura 3. Temple para geometría cilíndrica de 2” realizado en la Universidad Distrital
facultad tecnológica.
4.6 CORTE METALOGRAFICO DE PROBETAS TEMPLADAS
Se ejecutaron cortes metalográficos transversales en todas las probetas templadas tanto
en aceite como en agua de cada uno de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 en la
mitad de las probetas ya que allí es donde se realizara los perfiles de dureza.
30
Figura 4. Probetas templadas de geometría cubica cortadas en la mitad.
4.7 ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL
Se realiza un muestratrio de dureza en la escala rockwell C usando una precarga de 150
kilogramos (Kg) y un indentador punta de diamante a 120° sobre planos transversales
en las probetas Jominy, cada una de estas de 1/16 de pulgada desde la parte que tuvo
choque con el agua hasta 1/2 de pulgada de esta parte y luego de ese punto se iniciaron
muestrario de dureza a 1/8 de pulgada hasta llegar a una distancia de 2 pulgadas, y así
realizar curvas de templabilidad Jominy de cada acero.
Al realizar el corte metalográfico de todas las probetas templadas se obtuvieron 2 caras
de la misma probeta de las cuales se realizaron muestrarios de dureza en la escala
rockwell C usando una precarga de 150 kilogramos y un indentador punta de diamante a
120° en puntos específicos. En el caso de las probetas cubicas se realizaron en el centro,
la mitad de la distancia entre el centro y su superficie, a 3/4 de distancia de su centro y
por último en el extremo (superficie). En el caso de las probetas cilíndricas se realizaron
dictaduras de dureza en la mitad, 1/2 de su radio, 3/4 de su radio y por último en el
extremo como se ve en la figura 5-7.
Figura 5. Puntos para indentaciones en probetas con geometrías cilíndricas.
32
Figura 7. Ensayo de dureza Rockwell C a probeta templada con geometría cilíndrica de
2” de diámetro.
4.8 TEMPLE PARA TAMAÑO DE GRANO
Se tomaron dos muestras de cada uno de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 para
realizar temple tanto en agua como en aceite, con el fin de estudiar el tamaño de grano,
en la siguiente tabla se puede apreciar la temperatura y tiempo en la que se encontraban
en la mufla.
Temperatura y tiempo para temple.
Acero
AISI/SAE Temperatura °C Tiempo en min.
1045 850 30
4140 870 30
4340 870 30
Tabla 8. Temperatura y tiempo para temple para cada uno de los aceros AISI/SAE.
33
4.9 RECOCIDO
El tamaño de grano lo determina la temperatura de austenizacion, por esta razón se
realizó un recocido a la misma temperatura a la que se calentaron las probetas jominy,
introduciendo las probetas en la mufla a una temperatura de 850°C en el caso del acero
AISI/SAE 1045 y a una temperatura de 870°C en el caso de los aceros AISI/SAE 4140,
4340 por un tiempo de 30 minutos y dejándolas enfriar dentro de la mufla hasta
temperatura ambiente.8
4.10 ATAQUE DE LAS PROBETAS, ENSAYO METALOGRAFICO
Luego del recocido a temperatura a la que se calentaron las probetas jominy se realizó
brillo espejo para luego ser atacadas con NITAL (REF) y realizar ensayo metalográfico
de micrografía (fotos) para el estudio de tamaño de grano.
4.11 OBTENCION DE TAMAÑO DE GRANO
Obteniendo las fotos metalográficas se realizó el estudio de tamaño de grano bajo la
norma ASTM E 112 – 96 y el software proporcionado por el laboratorista de laboratorio
de metalografía de la Universidad Distrital Francisco José Caldas.
Figura 8. Obtención de tamaño de grano bajo la norma ASTM E 112 – 96.
8 Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pág 130
34
5. RESULTADOS
Los tratamientos térmicos de ensayo Jominy, temple y recocido se realizaron
satisfactoriamente, obteniendo en el caso del ensayo Jominy los siguientes datos y
curvas de templabilidad.
Acero AISI/SAE 1045 ensayo Jominy datos y curvas de templabilidad.
Tabla 1/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 1045 para curva Jominy.
Escala rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 1/16 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 5/8 3/4
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
56.4 48.3 36.7 32.8 27.4 26.9 26.0 25.1 24.3 24.2
cara 2 57.8 47.5 37.6 33.5 29.0 28.5 26.6 25.6 23.8 23.8
probeta
numero 2
cara 1 58.7 47.2 35.8 33.8 28.8 27.7 25.4 25.3 23.6 23.3
cara 2 57.1 46.2 35.5 32.0 27.2 27.6 26.6 26.0 25.0 23.6
probeta
numero 3
cara 1 57.4 47.5 37.1 34.6 28.0 26.8 25.7 26.7 23.3 22.6
cara 2 56.7 46.0 36.7 34.3 28.4 27.1 27.0 25.3 24.8 23.0
Promedio 57.35 47.12 36.57 33.50 28.13 27.43 26.22 25.67 24.13 23.42
Tabla 2/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 1045 para curva Jominy.
Escala rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 3/4 1 7/8 2
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
23.4 21.1 19.4 18.3 15.9 15.5 13.9 12.8 12.2 11.1
cara 2 23.3 21.2 19.6 18.1 16.8 14.3 13.8 13.1 12.1 10.2
probeta
numero 2
cara 1 22.1 20.8 19.8 18.9 16.6 15.7 14.1 14.0 12.0 9.8
cara 2 21.8 22.6 20.7 18.7 17.0 15.6 14.1 13.4 12.1 11.0
probeta
numero 3
cara 1 20.9 20.3 19.9 18.1 16.2 15.1 14.3 12.8 12.4 9.7
cara 2 23.3 21.3 20.7 19.4 15.9 14.4 14.0 13.5 12.4 12.3
Promedio 22.47 21.22 20.02 18.58 16.40 15.10 14.03 13.27 12.20 10.68
Tabla 9. Valores de dureza en acero AISI/SAE 1045 para curva Jominy.
35
Figura 9. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 1045.
Acero AISI/SAE 4140 ensayo Jominy datos y curvas de templabilidad.
Tabla 1/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4140 para curva Jominy.
Escala Rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 1/16 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 5/8 3/4
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
56.9 55.8 55.0 54.2 53.3 52.8 52.7 52.0 49.6 47.1
cara 2 58.7 57.8 57.4 56.6 56.0 55.7 55.6 55.1 52.0 48.3
probeta
numero 2
cara 1 57.8 56.7 55.7 54.6 54.2 53.8 53.4 52.6 49.3 46.9
cara 2 56.5 56.0 55.2 54.7 54.1 53.9 53.6 52.3 49.6 47.2
probeta
numero 3
cara 1 58.3 55.2 54.7 54.0 53.6 52.8 52.2 51.2 48.8 45.8
cara 2 59.0 57.7 57.1 56.6 55.8 55.0 54.6 53.6 51.4 48.4
Promedio 57.87 56.53 55.85 55.12 54.50 54.00 53.68 52.80 50.12 47.28
Tabla 2/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4140 para curva Jominy.
Escala Rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 3/4 1 7/8 2
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
44.6 42.7 41.5 39.9 39.5 38.7 38.2 38.0 37.7 37.7
cara 2 46.8 44.5 43.7 41.5 40.9 40.5 39.9 39.6 39.4 38.8
probeta
numero 2
cara 1 43.7 42.2 41.6 40.4 39.2 38.5 38.1 37.6 37.5 37.4
cara 2 45.0 43.6 41.5 39.4 38.5 37.4 36.7 35.4 34.9 34.7
probeta
numero 3
cara 1 44.7 42.4 41.8 39.8 38.0 37.2 36.3 36.4 35.9 35.6
cara 2 46.4 43.7 42.3 41.0 39.3 38.4 37.8 36.7 36.4 35.8
Promedio 45.20 43.18 42.07 40.33 39.23 38.45 37.83 37.28 36.97 36.67
Tabla 10. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4140 para curva Jominy.
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00D
ure
za R
ock
wel
l C
Distancia al extremo templado (pulgadas)
Acero AISI/SAE 1045
36
Figura 10. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 4140.
Acero AISI/SAE 4340 ensayo Jominy datos y curvas de templabilidad.
Tabla 1/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4340 para curva Jominy.
Escala Rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 1/16 1/8 3/16 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 5/8 3/4
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
57.5 57.4 56.9 57.0 56.8 56.1 55.7 55.2 54.7 52.9
cara 2 58.3 58.1 58.0 57.8 57.9 56.9 56.4 55.6 54.1 53.6
probeta
numero 2
cara 1 58.1 57.8 57.7 57.1 56.6 56.4 55.8 54.9 53.3 52.5
cara 2 57.4 57.5 57.3 56.7 56.5 56.2 56.0 55.7 54.7 54.0
probeta
numero 3
cara 1 57.1 57.0 57.2 57.8 57.7 57.3 56.6 56.1 54.9 54.7
cara 2 56.1 55.9 55.5 55.6 55.9 55.8 55.4 55.0 53.9 53.3
Promedio 57.42 57.28 57.10 57.00 56.90 56.45 55.98 55.42 54.27 53.50
Tabla 2/2. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4340 para curva Jominy.
Escala rockwell
(A,B,C) C C C C C C C C C C
Distancia al extremo
templado (pulgadas) 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 3/4 1 7/8 2
probeta
numero 1
cara 1
Resu
ltados
53.0 52.8 52.6 52.2 52.0 52.0 51.4 51.0 50.2 49.7
cara 2 53.4 53.0 52.9 52.9 52.5 52.3 51.8 51.6 50.8 50.0
probeta
numero 2
cara 1 52.7 52.6 52.0 51.8 51.7 51.7 52.7 52.3 52.0 50.9
cara 2 53.8 54.0 53.8 54.0 53.6 53.6 52.1 52.0 51.4 50.2
probeta
numero 3
cara 1 54.5 54.4 54.1 53.7 53.5 53.4 53.0 52.7 52.2 51.5
cara 2 53.0 53.2 52.6 52.5 52.3 52.0 51.2 51.0 49.8 48.7
Promedio 53.40 53.33 53.00 52.85 52.60 52.50 52.03 51.77 51.07 50.17
Tabla 11. Valores de dureza en acero AISI/SAE 4340 para curva Jominy.
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00D
ure
za R
ock
we
ll C
Distancia al extremo templado (pulgadas)
Acero AISI/SAE 4140
37
Figura 11. Curva de templabilidad para el acero AISI/SAE 4340.
Figura 12. Curva de templabilidad para aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340.
A continuación se pueden apreciar los datos de los temples realizados con probetas
cilíndricas y cubicas tanto de una (1) y dos (2) pulgadas de diámetro para cada
geometría.
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00D
ure
za R
ock
wel
l C
Distancia al extremo templado (pulgadas)
Acero AISI/SAE 4340
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00
Du
reza
Ro
ckw
ell C
Distancia al extremo templado (pulgadas)
Curvas de templabilidad para Aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340.
38
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
27.1 28 36.2 55.8
27.1 28.4 36.9 56
27.1 29.1 36.7 55.6
Probeta 2 temple agua
26.5 27.7 35.8 54.6
26.5 26.9 36.7 55.1
26.5 26.8 36.5 54.8
Promedio 26.8 27.81666667 36.46666667 55.31666667
Tabla 12. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua.
Figura 13. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 1045 temple en agua agitado suave.
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
23.2 24.4 25.4 30.2
23.2 24.1 25.3 30.1
23.2 24.8 25.6 30.4
Probeta 2 temple aceite
24.3 24.9 26.6 31.6
24.3 25.1 27.1 32
24.3 25.2 26.9 31.8
Promedio 23.75 24.75 26.15 31.01666667
Tabla 13. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 1045 temple agua
Acero AISI/SAE 1045temple agua
39
Figura 14. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 1045 temple en aceite agitado suave.
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
53.2 53.6 56.1 57.3
53.2 54.9 55.8 56.8
53.2 53.5 55.2 56.6
Probeta 2 temple agua
54.4 55.3 55.1 56.8
54.4 55.2 56.2 57.4
54.4 54.3 56 57.2
Promedio 53.8 54.46666667 55.73333333 57.01666667
Tabla 14. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua.
Figura 15. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 4140 temple en agua agitado suave.
20
22
24
26
28
30
32
Superficie 3/4 1/2 Centro 1/2 3/4 Superficie
Perfil de dureza para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 1045 teple aceite
Acero AISI/SAE 1045temple aceite
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
Perfil de dureza para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 4140 teple agua
Acero AISI/SAE 4140 templeagua
40
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
49.4 52 54.1 55.4
49.4 51.8 53.4 54.9
49.4 51.7 53.6 55
Probeta 2 temple aceite
48.7 50.2 52.6 54.4
48.7 50.6 52.8 54.7
48.7 50.3 51.9 54
Promedio 49.05 51.1 53.06666667 54.73333333
Tabla 15. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite.
Figura 16. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 4140 temple en aceite agitado suave.
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
56.8 57.3 57.5 57.8
56.8 57.1 57.2 57.4
56.8 57.2 57.4 57.6
Probeta 2 temple agua
55.6 56.6 56.9 57
55.6 56.4 56.7 57.1
55.6 56.3 56.8 57.2
Promedio 56.2 56.81666667 57.08333333 57.35
Tabla 16. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en agua.
45
47
49
51
53
55
57
Perfil de dureza para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 4140 teple aceite
Acero AISI/SAE 4140 templeaceite
41
Figura 17. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 4340 temple en agua agitado suave.
Probeta cilindro de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
53.1 54.3 54.7 55.7
53.1 54.1 55.1 56.7
53.1 54 55.2 56.9
Probeta 2 temple aceite
55 54.8 55.5 56.8
55 55.4 56.4 57.4
55 56.1 56.7 57.3
Promedio 54.05 54.78333333 55.6 56.8
Tabla 17. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cilíndrica
de dos (2) pulgadas de diámetro templado en aceite.
Figura 18. Perfil de dureza radial para cilindro de 2 pulgadas de diámetro en acero
AISI/SAE 4340 temple en aceite agitado suave.
55
56
57
58
Perfil de dureza para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 4340 teple agua
Acero AISI/SAE 4340 templeagua
52
53
54
55
56
57
58
Perfil de dureza para cilindro de 2 pulgadas de diametro en acero AISI/SAE 4340 teple aceite
Acero AISI/SAE 4340 templeaceite
42
Probeta cilindro de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
38.7 45.2 51.3 57.6
38.7 44.9 50.8 57.3
38.7 46 51.6 57.1
Probeta 2 temple agua
40.2 47.2 53.1 58.3
40.2 46.6 52.7 58
40.2 46.3 52.3 57.8
Promedio 39.45 46.03333333 51.96666667 57.68333333
Tabla 18. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cilíndrica
de una (1) pulgada de diámetro templado en agua.
Figura 19. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 1045 temple en agua agitado suave.
Probeta cilindro de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
27.4 31.2 35.4 46.8
27.4 31.5 35.7 47
27.4 29.7 34.9 46.4
Probeta 2 temple aceite
26.8 29.3 33.7 44.3
26.8 30 34.5 44.7
26.8 29.8 34.2 45
Promedio 27.1 30.25 34.73333333 45.7
Tabla 19. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cilíndrica
de una (1) pulgada de diámetro templado en aceite.
30
35
40
45
50
55
60
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 1045 teple agua
Acero AISI/SAE 1045 templeagua
43
Figura 20. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 1045 temple en aceite agitado suave.
Probeta cilindro de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
53.3 55.5 55.7 56.7
53.3 55.3 55.6 56.7
53.3 54.8 56.7 57
Probeta 2 temple agua
54.8 56.3 58 58.3
54.8 55.8 57.6 57.8
54.8 56.2 57.2 58
Promedio 54.05 55.65 56.8 57.41666667
Tabla 20. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cilíndrica
de una (1) pulgada de diámetro templado en agua.
Figura 21. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 4140 temple en agua agitado suave.
25
30
35
40
45
50
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 1045 teple aceite
Acero AISI/SAE 1045 templeaceite
52
53
54
55
56
57
58
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 4140 teple agua
Acero AISI/SAE 4140 templeagua
44
Probeta cilindro de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 ¾ Superficie
Probeta 1 temple aceite
52.6 53.7 54.3 55.1
52.6 54.1 55 56.1
52.6 53.6 54.1 55.3
Probeta 2 temple aceite
53.8 55.6 56.4 56.9
53.8 55.8 56.8 57.3
53.8 56 56.5 57.1
Promedio 53.2 54.8 55.51666667 56.3
Tabla 21. Valores de perfiles de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cilíndrica
de una (1) pulgada de diámetro templado en aceite.
Figura 22. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 4140 temple en aceite agitado suave.
Probeta cilindro de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
57.6 57.9 58 58.1
57.6 57.8 57.8 57.9
57.6 57.2 57.5 57.8
Probeta 2 temple agua
56.3 56.7 57 57.7
56.3 56.8 57.4 57.5
56.3 57 57.3 58
Promedio 56.95 57.23333333 57.5 57.83333333
Tabla 22.Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cilíndrica de
una (1) pulgada de diámetro templado en agua.
50
51
52
53
54
55
56
57
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 4140 teple aceite
Acero AISI/SAE 4140 templeaceite
45
Figura 23. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 4340 temple en agua agitado suave.
Probeta cilindro de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
54.9 55.5 55.6 56.1
54.9 55.2 55.7 55.9
54.9 56 56.1 56.5
Probeta 2 temple aceite
54.3 55.1 55.5 56
54.3 55.2 56 56.3
54.3 54.9 55.3 55.6
Promedio 54.6 55.31666667 55.7 56.06666667
Tabla 23. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cilíndrica de
una (1) pulgada de diámetro templado en aceite.
Figura 24. Perfil de dureza radial para cilindro de 1 pulgada de diámetro en acero
AISI/SAE 4340 temple en aceite agitado suave.
54
54,5
55
55,5
56
56,5
57
57,5
58
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 4340 teple agua
Acero AISI/SAE 4340 templeagua
53
54
55
56
57
Perfil de dureza para cilindro de 1 pulgada de diametro en acero AISI/SAE 4340 teple aceite
Acero AISI/SAE 4340 templeaceite
46
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
23.5 24.8 33.8 55.2
23.5 25.4 34 55.6
23.5 25.1 34.4 56.1
Probeta 2 temple agua
24.7 26.1 35.3 57.1
24.7 26.2 36.2 56.9
24.7 26.5 36.5 57.5
Promedio 24.1 25.68333333 35.03333333 56.4
Tabla 24. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cubica de dos
(2) pulgadas templado en agua.
Figura 25. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 1045 temple en
agua agitado suave.
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
22 23.3 24.6 30.7
22 23.6 24.1 30.4
22 23 25 31.5
Probeta 2 temple aceite
23.4 25.1 26.4 32.6
23.4 24.9 25.6 32
23.4 25.3 25.8 32.1
Promedio 22.7 24.2 25.25 31.55
Tabla 25. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cubica de dos
(2) pulgadas templado en aceite.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 1045 temple agua
Acero AISI/SAE 1045 templeagua
47
Figura 26. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 1045 temple en
aceite agitado suave.
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
52.1 53.7 54.4 57.6
52.1 52.9 54.1 56.9
52.1 53.1 54.1 57.4
Probeta 2 temple agua
53.3 53.8 55.2 57.7
53.3 54.7 55.6 57.8
53.3 54.6 55.4 58
Promedio 52.7 53.8 54.8 57.56666667
Tabla 26. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cubica de dos
(2) pulgadas templado en agua.
Figura 27. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4140 temple en
agua agitado suave.
0
5
10
15
20
25
30
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 1045 temple aceite
Acero AISI/SAE 1045 templeaceite
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4140 temple agua
Acero AISI/SAE 4140 templeagua
48
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
45.8 48.1 48.7 50.1
45.8 47.7 48.7 49.6
45.8 47.6 48.6 49.3
Probeta 2 temple aceite
44.3 46.2 47.5 49
44.3 46.4 47.2 47.9
44.3 46 47.4 48.1
Promedio 45.05 47 48.01666667 49
Tabla 27. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cubica de (2)
pulgadas templado en aceite.
Figura 28. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4140 temple en
aceite agitado suave.
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
53.8 54.6 55.6 56.9
53.8 55.2 55.7 57.8
53.8 55.2 55.8 57.6
Probeta 2 temple agua
54.6 55.9 56.6 57.8
54.6 56.3 56.8 57.4
54.6 56.4 56.7 58.1
Promedio 54.2 55.6 56.2 57.6
Tabla 28. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cubica de (2)
pulgadas templado en agua.
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4140 temple aceite
Acero AISI/SAE 4140 templeaceite
49
Figura 29. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4340 temple en
agua agitado suave.
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro ½ 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
44.6 52.6 54 54.7
44.6 51.7 53.1 53.8
44.6 52.2 54.2 54.6
Probeta 2 temple aceite
42.8 51.8 53.2 54.2
42.8 51.5 53.3 54.4
42.8 51 52.8 53.6
Promedio 43.7 51.8 53.43333333 54.21666667
Tabla 29. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cubica de dos
(2) pulgadas templado en aceite.
Figura 30. Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4340 temple en
aceite agitado suave.
50
51
52
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58
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4340 temple agua
Acero AISI/SAE 4340 templeagua
30
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45
50
55
60
Perfil de dureza para cubo de 2 pulgadas en acero AISI/SAE 4340 temple aceite
Acero AISI/SAE 4340 templeaceite
50
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
36.7 44 50.6 57.3
36.7 43.4 50.4 56.9
36.7 42.9 50.7 57.3
Probeta 2 temple agua
37.5 44.5 51.9 57.4
37.5 44.7 50.9 56.9
37.5 44.6 51.8 58
Promedio 37.1 44.01666667 51.05 57.3
Tabla 30. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cubica de una
(1) pulgada templado en agua.
Figura 31. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 1045 temple en
agua agitado suave.
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Acero AISI/SAE 1045 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
26.7 29.3 33.9 44.8
26.7 28.7 32.9 45.9
26.7 29 33.7 45.8
Probeta 2 temple aceite
25.9 27.3 34.8 46.3
25.9 27.7 34.6 47.2
25.9 28.1 34.8 46.7
Promedio 26.3 28.35 34.11666667 46.11666667
Tabla 31. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 1045 en probeta cubica de una
(1) pulgada templado en aceite.
20
25
30
35
40
45
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55
60
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 1045 temple agua
Acero AISI/SAE 1045 templeagua
51
Figura 32. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 1045 temple en
aceite agitado suave.
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
52.4 53.4 54.5 56.7
52.4 53.6 54.7 56.5
52.4 54.2 55.2 57.2
Probeta 2 temple agua
53.8 54 54.8 56.8
53.8 54.7 55.4 57.3
53.8 54.3 55.2 57.6
Promedio 53.1 54.03333333 54.96666667 57.01666667
Tabla 32. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cubica de (1)
pulgada templado en agua.
Figura 33. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4140 temple en
agua agitado suave.
20
25
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35
40
45
50
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 1045 temple aceite
Acero AISI/SAE 1045 templeaceite
50
51
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58
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4140 temple agua
Acero AISI/SAE 4140 templeagua
52
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4140 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
51.6 52.4 53.1 53.9
51.6 52.6 53.7 54.6
51.6 51.9 52.6 53.8
Probeta 2 temple aceite
52.3 53.7 54.8 55.7
52.3 54 54.8 56.2
52.3 53.6 54.9 55.8
Promedio 51.95 53.03333333 53.98333333 55
Tabla 33. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4140 en probeta cubica de (1)
pulgada templado en aceite
Figura 34. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4140 temple en
aceite agitado suave.
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple agua
54.4 54.6 55.6 56.9
54.4 55 54.9 56.2
54.4 54.8 55.4 57.2
Probeta 2 temple agua
55 55.6 56.8 57.6
55 55.4 56.3 57.2
55 55.1 56.4 57.1
Promedio 54.7 55.08333333 55.9 57.03333333
Tabla 34. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cubica de (1)
pulgada templado en agua.
50
51
52
53
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55
56
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4140 temple aceite
Acero AISI/SAE 4140 templeaceite
53
Figura 35. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4340 temple en
agua agitado suave.
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Acero AISI/SAE 4340 Centro 1/2 3/4 Superficie
Probeta 1 temple aceite
52.4 53.8 54.3 55.4
52.4 54.6 55.1 55.6
52.4 54.1 55.3 56.3
Probeta 2 temple aceite
53.7 55.7 56.4 57.2
53.7 55.4 56.2 57
53.7 55.7 56 56.4
Promedio 53.05 54.88333333 55.55 56.31666667
Tabla 35. Valores de perfil de dureza en acero AISI/SAE 4340 en probeta cubica de (1)
pulgada templado en aceite.
Figura 36. Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4340 temple en
aceite agitado suave.
50
51
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58
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4340 temple agua
Acero AISI/SAE 4340 templeagua
50
51
52
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56
57
Perfil de dureza para cubo de 1 pulgada en acero AISI/SAE 4340 temple aceite
Acero AISI/SAE 4340 templeaceite
54
Figura 37. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 1045
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Figura 38. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 1045
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
20
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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11/2
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2
Ro
ckw
ell C
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en agua
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en agua.
20
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
13/8
11/2
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2
Ro
ckw
ell C
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en aceite
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en aceite.
55
Figura 39. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 4140
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Figura 40. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 4140
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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11/2
13/4
2
Ro
ckw
ell C
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en agua.
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en agua
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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2
Ro
ckw
ell
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en aceite
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en aceite.
56
Figura 41. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 4340
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Figura 42. Perfiles de dureza radial para muestras cilíndricas de acero AISI/SAE 4340
de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
55
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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2
Ro
ckw
ell
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en agua.
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en agua.
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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ell
Perfiles de dureza radial para muestras cilindricas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación
suave.
Perfil de dureza en cilindro de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en aceite
Perfil de dureza en cilindro de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en aceite
57
Figura 43. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2
pulgadas templados en agua con agitación suave.
Figura 44. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2
pulgadas templados en aceite con agitación suave.
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Ro
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Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas en muestras de aceroAISI/SAE 1045 templadas enagua.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada en muestras de aceroAISI/SAE 1045 templadas enagua
20
25
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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2
Ro
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Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 1045 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en aceite.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE1045 templadas en aceite
58
Figura 45. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2
pulgadas templados en agua con agitación suave.
Figura 46. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2
pulgadas templados en aceite con agitación suave.
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas en muestras de aceroAISI/SAE 4140 templadas enagua.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en agua
40
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
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2
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ell C
Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4140 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas en muestras de aceroAISI/SAE 4140 templadas enaceite.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4140 templadas en aceite.
59
Figura 47. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2
pulgadas templados en agua con agitación suave.
Figura 48. Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2
pulgadas templados en aceite con agitación suave.
52
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
13/8
11/2
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2
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ckw
ell C
Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2
pulgadas de diámetro templados en agua con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas en muestras de aceroAISI/SAE 4340 templadas enagua.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en agua.
40
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0 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4
13/8
11/2
13/4
2
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ckw
ell C
Perfiles de dureza para muestras cubicas de acero AISI/SAE 4340 de 1 y 2 pulgadas de diámetro templados en aceite con agitación suave.
Perfil de dureza en cubo de 2pulgadas de diametro enmuestras de acero AISI/SAE4340 templadas en aceite.
Perfil de dureza en cubo de 1pulgada en muestras de aceroAISI/SAE 4340 templadas enaceite.
60
Resultados De Fotos Metalográficas Para Obtención Del Tamaño De Grano
Para Los Perfiles De Dureza Después Del Recocido.
Figura 49. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 1045 templado en agua a
850°C y un recocido completo por 30 min a 850°C.
Figura 50. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 1045 templado en agua para
tamaño del grano.
61
Figura 51. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 1045 templado en aceite a
850°C y un recocido completo por 30 min a 850°C.
Figura 52. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 1045 templado en aceite para
tamaño del grano.
62
Figura 53. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4140 templado en agua a
870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C.
Figura 54. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 4140 templado en agua para
tamaño del grano.
63
Figura 55. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4140 templado en aceite a
870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C.
Figura 56. Análisis micrográfico del acero AISI/SAE 4140 templado en aceite para
tamaño del grano.
64
Figura 57. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4340 templado en agua a
870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C.
Figura 58. Análisis metalográfico del acero AISI/SAE 4340 templado en agua para
tamaño del grano.
65
Figura 59. Micrografía a 100 aumentos del acero AISI/SAE 4340 templado en aceite a
870°C y un recocido completo por 30 min a 870°C.
Figura 60. Foto micrográfica del acero AISI/SAE4340 templado en aceite para tamaño
del grano.
66
ANALISIS
La importancia que tienen los tratamientos térmicos sobre los aceros es de vital
relevancia al momento de modificar sus propiedades mecánicas. De este modo se
priorizó este tipo de proceso en el proyecto haciendo énfasis en tratamientos de temple y
recocido; los cuales al ser aplicados a los aceros, adquieren una gran variedad de
matices que permiten obtener el máximo rendimiento mecánico en función del campo
de aplicación.
Los aceros empleados para el respectivo análisis son los aceros AISI/SAE 1045, 4140, y
4340. Estos aceros al ser hipoeutectoides, la austenización se realiza a 50°C por encima
de la temperatura crítica superior 𝐴3(temperatura eutectoide); más en específico se
elevó la temperatura a 850 °C para el caso del acero 1045, y 870°C para el caso de los
aceros 4140 y 4340; obteniendo así como constituyente la austenita, constatado en la
figura 53, la cual representa una fase importante en el tratamiento térmico de los
aceros debido a que es más densa que la ferrita y su estructura fcc (cubica centrada en
las caras) de fase simple, es dúctil a temperaturas elevadas.9 En esta fase de solubilidad
solida es donde se realizó el método de templado Jominy, en el cual se evidencian
constituyentes como martensita10
(solución sólida sobresaturada de carbono o carburos
de hierro en hierro alfa) bainita (en menor cantidad) y en un mayor porcentaje, perlita
(concentrada en el núcleo de la probeta). Seguido se tomaron muestras de dureza
Rockwell (tabuladas en las tablas 9-11), corroborando así la información teórica con la
practica con respecto a la proporcionalidad de la dureza-distancia de las probetas.
Figura 61. .Esquema de las microestructuras de una aleación hierro-carbono de
composición eutectoide.11
9 Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 123. 10
APRAIZ, Op. cit; Pág. 115 11
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 123
67
Como se observa en la figura 62 al realizar un temple se involucran dos fases martensita
y perlita (ferrita + cementita). Al realizar templado en agua tenemos una disminución
térmica de 140°C/s con una fase mayor de martensita que perlita y en el caso de temple
en aceite se tiene una disminución de 35°C/s y logra una mayor fase perlitica dejando en
segundo lugar la martensita.
En la figura 63, Se ha elaborado un diagrama de conversión, por medio del cual las
secciones transversales cuadradas y rectangulares se pueden convertir en los redondos
equivalentes. Teóricamente se puede afirmar que para los cubos de una 1” son
equivalentes con la templabilidad de cilindros de 1” de igual modo para cubos de 2” se
tiene similitud con la templabilidad de cilindros de 2”.
Para comprobar la equivalencia de la geometría y la templabilidad de los perfiles de
dureza con respecto a la velocidad de enfriamiento y la distancia al extremo templado
de las curvas Jominy se hizo uso de la figura 64, suministrada por el libro guía Ciencia
e Ingeniería de los materiales Callister.
Figura 62. Microestructuras obtenidas para una aleación de hierro-carbono eutectoide en
función de la velocidad de enfriamiento.12
12
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 130
68
Figura 63. Correlación entre secciones transversales rectangulares y sus secciones
circulares equivalentes (de acuerdo con ISO)13
13
Steel and it´s heat treatment, Karl-Erik Thelning. Editorial Currently Chief Metallurgist, Boxholm. Capitulo 4;Hardenability. Pag
150
70
Figura 65. Velocidad de enfriamiento para probeta de 2 pulgadas templado en agua para
diferentes distancias en aceros.
71
Figura 66. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero AISI/SAE
1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 26.2 27.4 36 56.1
Dureza Rockwell C Practico 26.8 27.81666667 36.46666667 55.31666667
Porcentaje de Error -2.290076336 -1.520681277 -1.296296306 1.396316096
Tabla 36. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 67. Perfil de dureza teóricas-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas
de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teoricas-practicas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua.
Teorico
Practico
72
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 26.2 27.4 36 56.1
Dureza Rockwell C Practico 25.1 26.68333333 35.03333333 56.4
Porcentaje de Error 3.015267176 62.265206825 2.685185194 -0.534759358
Tabla 37. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 68. Perfil de dureza teórico-Prácticas de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 12 y Figura 5, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta
2.2%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 24 y Figura 17, nuestros datos prácticos son
parecidos a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 3%, en este caso
la curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos para la
geometría de cubos de 2 pulgadas temple en agua.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-Practicas de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Teorico
Practico
73
Figura 69. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero AISI/SAE
4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 53.8 54.9 56.1 57.6
Dureza Rockwell C Practico 53.8 54.46666667 55.73333333 57.01666667
Porcentaje de Error 0 0.789313898 0.653594777 1.012731476
Tabla 38. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 70. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de
diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua.
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua.
Teorico
Practico
74
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 53.8 54.9 56.1 57.6
Dureza Rockwell C Practico 52.7 53.8 54.8 57.56666667
Porcentaje de Error 2.044609665 2.003642987 2.317290553 0.057870365
Tabla 39. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 71. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 4140 temple en agua.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 14 y Figura 7, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error de hasta
1%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a -1
Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 26 y Figura 19, nuestros datos prácticos son
parecidos a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 2,3%, en este
caso la curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos
para la geometría de cubos de 2 pulgadas temple en agua.
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua.
Teorico
Practico
75
Figura 72. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero AISI/SAE
4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55.9 56.3 56.7 57.6
Dureza Rockwell C Practico 56.2 56.81666667 57.08333333 57.35
Porcentajes de Error -0.53667263 -0.917702789 -0.676072892 0.434027778
Tabla 40. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 73. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de
diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua.
55
55,5
56
56,5
57
57,5
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua.
Teorico
Practico
76
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55.9 56.3 56.7 57.6
Dureza Rockwell C Practico 54.2 55.6 56.2 57.6
Porcentaje de Error 3.041144902 1.243339254 0.881834215 0
Tabla 41. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en agua.
Figura 74. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 4340 temple en agua.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 16 y Figura 9, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta del
0.9 %, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 28 y Figura 21, nuestros datos prácticos son
parecidos a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 3%, en este caso
la curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos para la
geometría de cubos de 2 pulgadas temple en agua.
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua.
Teorico
Practico
77
Figura 75. Velocidad de enfriamiento para probeta de 2 pulgadas templado en aceite
para diferentes distancias en acero.
78
Figura 76. Curva de templabilidad para probetas de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite y sus
respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 24.1 25.2 26.5 31.6
Dureza Rockwell C Practico 23.75 24.75 26.15 31.01666667
Porcentaje de Error 1.452282158 1.785714286 1.320754717 1.845991551
Tabla 42. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 77. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de
diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite.
20
22
24
26
28
30
32
34
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Teorico
Practico
79
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 24.1 25.2 26.5 31.6
Dureza Rockwell C Practico 22.7 24.2 25.25 31.55
Porcentaje de Error 5.809128631 3.968253968 4.716981132 0.158227848
Tabla 43. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 78. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 13 y Figura 6, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error de hasta
1.8%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 25 y Figura 18, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error 5.8%, probablemente
porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no son símiles a los
empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la agitación no
necesariamente fue constante.
20
22
24
26
28
30
32
34
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
cwel
l C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite.
Teorico
Practico
80
Figura 79. Curva de templabilidad para probeta de dos (2) pulgadas del acero AISI/SAE
4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite y sus
respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 50 52.1 53.8 55.2
Dureza Rockwell C Practico 49.05 51.1 53.06666667 54.73333333
Porcentaje de Error 1.9 1.919385797 1.363073104 0.845410634
Tabla 44. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 80. Perfil de dureza teórico- prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas
de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite.
48
49
50
51
52
53
54
55
56
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-pracitcas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite.
Teorico
Practico
81
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 50 52.1 53.8 55.2
Dureza Rockwell C Practico 45.05 47 48.01666667 49
Porcentaje de Error 9.9 9.788867562 10.7496902 11.23188406
Tabla 45. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 81. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 15 y Figura 8, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta
1,9%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 27 y Figura 20, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta 11.2%,
probablemente porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no
son símiles a los empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la
agitación no necesariamente fue constante.
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite.
Teorico
Practico
82
Figura 82. Curva de templabilidad para probetas de dos (2) pulgadas del acero
AISI/SAE 4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite y sus
respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 54.3 55.1 56.3 56.8
Dureza Rockwell C Practico 54.05 54.78333333 55.6 56.8
Porcentaje de Error 0.460405157 0.57471265 1.243339254 0
Tabla 46. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra
cilíndrica de diámetro de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 83. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de dos (2) pulgadas de
diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de dos (2) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Teorico
Practico
83
Probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 54.3 55.1 56.3 56.8
Dureza Rockwell C Practico 43.7 51.8 53.43333333 54.21666667
Porcentaje de Error 19.52117864 5.989110708 5.091770284 4.54812206
Tabla 47. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra cubica
de 2 pulgadas templada en aceite.
Figura 84. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de dos (2) pulgadas,
Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cilíndrica de dos (2) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 17 y Figura 10, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
1,2%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cubica de dos (2) pulgadas temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 29 y Figura 22, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 19,5%,
probablemente porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no
son símiles a los empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la
agitación no necesariamente fue constante.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de dos (2) pulgadas, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Teorico
Practico
84
Figura 85. Velocidad de enfriamiento para probeta de una 1 pulgada de diámetro
templado en agua para diferentes distancias en acero.
85
Figura 86. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero AISI/SAE
1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 37.7 45.6 51.3
Dureza Rockwell C Practico 38.45 46.03333333 51.96666667 57.68333333
Porcentajes de Error -1.941909814 -0.95029239 -1.299545166
Tabla 48. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua.
Figura 87. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de una (1) pulgada de
diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de una (1) pulgada de diametro, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Teorico
Practico
86
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 37.7 45.6 51.3
Dureza Rockwell C Practico 37.1 44.01666667 51.05 57.3
Porcentaje de Error 1.591511936 3.472222215 0.487329435
Tabla 49. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra cubica
de 1 pulgada templada en agua.
Figura 88. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de una (1) pulgada,
Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 18 y Figura 11, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
1,9%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C. En el caso de la superficie no se encontró curva de velocidad de
enfriamiento para un diámetro de 1 pulgada en los libros guías y en la web. Por ende
contemplamos la idea que en la superficie el valor de dureza Rockwell C es la práctica
ya que en efecto es la mayor dureza que se encuentra entre todas.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 30 y Figura 23, nuestros datos prácticos son
semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 3.4%, en este
caso la curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos
para la geometría de cubos de 1 pulgadas temple en agua.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en agua
Teorico
Practico
87
Figura 89. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero AISI/SAE
4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55 56.1 56.9
Dureza Rockwell C Practico 54.05 55.65 56.8 57.41666667
Porcentajes de Error 1.727272727 0.802139037 0.175746924
Tabla 50. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua.
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cilindrica de una (1) pulgada de diametro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Teorico
Practico
88
Figura 90. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1) pulgada de
diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55 56.1 56.9
Dureza Rockwell C Practico 53.1 54.03333333 54.96666667 57.01666667
Porcentaje de Error 3.454545455 3.683897807 3.397773866
Tabla 51. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra cubica
de 1 pulgada templada en agua.
Figura 91. Perfil de dureza teórico-practica de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero
AISI/SAE 4140 temple en agua
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 20 y Figura 13, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
1.7%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C. En el caso de la superficie no se encontró curva de velocidad de
enfriamiento para un diámetro de 1 pulgada en los libros guías y en la web, por ende se
contempla la idea, en que, en la superficie el valor de dureza Rockwell C es la práctica,
ya que en efecto es la mayor dureza que se encuentra entre todas.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 32 y Figura 25, nuestros datos prácticos son
semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error 3.6%, en este caso la
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en agua
Teorico
Practico
89
curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos para la
geometría de cubos de 1 pulgadas temple en agua.
Figura 92. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero AISI/SAE
4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en agua y sus respectivos
valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgada de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 56.8 57 57.6
Dureza Rockwell C Practico 56.95 57.23333333 57.5 57.83333333
Porcentaje de Error -0.264084507 -0.409356719 0.173611111
Tabla 52. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en agua.
90
Figura 93. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1) pulgada de
diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 56.8 57 57.6
Dureza Rockwell C Practico 54.7 55.08333333 55.9 57.03333333
Porcentaje de Error 3.697183099 3.362573105 2.951388889
Tabla 53. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra cubica
de 1 pulgada templada en agua.
Figura 94. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero
AISI/SAE 4340 temple en agua.
56,2
56,4
56,6
56,8
57
57,2
57,4
57,6
57,8
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cilindrica de una (1) pulgada de diametro, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua
Teorico
Practico
53
54
55
56
57
58
59
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en agua.
Teorico
Practico
91
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en agua, podemos observar que en la Tabla 22 y Figura 15, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
0,4%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C. En el caso de la superficie no se encontró curva de velocidad de
enfriamiento para un diámetro de 1 pulgada en los libros guías y en la web, por ende se
contempla la idea, en que, en la superficie el valor de dureza Rockwell C es la práctica,
ya que en efecto es la mayor dureza que se encuentra entre todas.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en agua,
podemos observar que en la Tabla 34 y Figura 27, nuestros datos prácticos son
semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 3,6%, en este
caso la curva de velocidad de enfriamiento de cilindro es equivalente en estos puntos
para la geometría de cubos de 1 pulgadas temple en agua.
92
Figura 95. Velocidad de enfriamiento para probeta de 1 pulgada de diámetro templado
en aceite para diferentes distancias en acero.
93
Figura 96. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero AISI/SAE
1045 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite y sus
respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 27.2 29.3 34 46.3
Dureza Rockwell C Practico 27.1 30.25 34.73333333 45.7
Porcentaje de Error 0.367647059 -3.242320819 -2.156862735 1.295896328
Tabla 54. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 97. Perfil de dureza teórico-práctica de probeta cilíndrica de una (1) pulgadas de
diámetro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
20
25
30
35
40
45
50
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practica de probeta cilindrica de una (1) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Teorico
Practico
94
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 27.2 29.3 34 46.3
Dureza Rockwell C Practico 25.3 28.35 34.11666667 46.11666667
Porcentaje de Error 6.988823529 3.242320819 -0.343137265 0.395968315
Tabla 55. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 1045 muestra cubica
de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 98. Perfil de dureza teórico-prácticas de Probeta cubica de una (1) pulgada,
Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 19 y Figura 12, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
3,2%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 1045 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 31 y Figura 24, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 6,9%,
probablemente porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no
son símiles a los empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la
agitación no necesariamente fue constante.
20
25
30
35
40
45
50
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 1045 temple en aceite
Teorico
Practico
95
Figura 99. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada de diámetro del
acero AISI/SAE 4140 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite
y sus respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 53.8 54.9 55.7 56.9
Dureza Rockwell C Practico 53.2 54.8 55.51666667 56.3
Porcentaje de Error 1.115241636 0.182149362 0.329144219 1.054481547
Tabla 56. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 100. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de una (1) pulgadas
de diámetro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de una (1) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Teorico
Practico
96
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 53.8 54.9 55.7 56.9
Dureza Rockwell C Practico 51.05 53.03333333 53.98333333 55
Porcentaje de Error 5.11866171 3.400121439 3.08198684 3.339191564
Tabla 57. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4140 muestra cubica
de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 101. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de una (1) pulgada,
Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 21 y Figura 14, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
1,1%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4140 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 33 y Figura 26, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 5.1%,
probablemente porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no
son símiles a los empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la
agitación no necesariamente fue constante.
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4140 temple en aceite
Teorico
Practico
97
Figura 102. Curva de templabilidad para probeta de una (1) pulgada del acero AISI/SAE
4340 con distancias de velocidad de enfriamiento para temple en aceite y sus
respectivos valores de dureza.
Probeta cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55.8 56.3 56.6 56.8
Dureza Rockwell C Practico 54.6 55.31666667 55.7 56.06666667
Porcentaje de Error 2.150537634 1.746595613 1.590106007 1.291079806
Tabla 58. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra
cilíndrica de diámetro de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 103. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cilíndrica de una (1) pulgadas
de diámetro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cilindrica de una (1) pulgadas de diametro, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Teorico
Practico
98
Probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Perfil de dureza Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie (4)
Dureza Rockwell C Teórico 55.8 56.3 56.6 56.8
Dureza Rockwell C Practico 53.05 54.88333333 55.55 56.31666667
Porcentaje de Error 4.928315412 2.516281829 1.855123675 0.850938961
Tabla 59. Perfil de dureza teórico y práctico para acero AISI/SAE 4340 muestra cubica
de 1 pulgada templada en aceite.
Figura 104. Perfil de dureza teórico-prácticas de probeta cubica de una (1) pulgada,
Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cilíndrica de una (1) pulgadas de diámetro
temple en aceite, podemos observar que en la Tabla 23 y Figura 16, nuestros datos
prácticos son semejantes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de
2,1%, posiblemente puesto que el durómetro tiene como tal un margen de error de +1 a
-1 Rockwell C.
Para acero AISI/SAE 4340 en muestra cubica de una (1) pulgada temple en aceite,
podemos observar que en la Tabla 35 y Figura 28, nuestros datos prácticos son
diferentes a los datos teóricos, obteniendo un margen de error hasta de 4,9%,
probablemente porque las características físicas del aceite empleado en la práctica no
son símiles a los empleados por el libro. Además, la técnica implementada en la
agitación no necesariamente fue constante.
Sintetizando los perfiles de dureza, los perfiles cilíndricos mantuvieron la proporción
práctica con respecto a la teórica con un margen de error igual o menor a 3% en los
temples de agua y aceite independientemente de su tamaño. En el caso de los perfiles
cúbicos se presentaron alteraciones mayores al 19% de margen de error en los
templados en aceite en cambio en los perfiles cúbicos templados en agua se mantuvo un
bajo margen de error de hasta 3.4%.
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Superficie(4)
3/4 (3) 1/2 (2) Centro (1) 1/2 (2) 3/4 (3) Superficie(4)
Ro
ckw
ell C
Perfil de dureza teorico-practicas de probeta cubica de una (1) pulgada, Acero AISI/SAE 4340 temple en aceite
Teorico
Practico
99
Los materiales aún después de haber pasado por un tratamiento térmico como es el
temple, se encuentran con unas características como lo son tener una gran dureza y
grandes tensiones internas que hacen necesario aplicar un proceso de recocido14
, el cual
tiene como objetivo eliminar los efectos del trabajo en frio, ablandando y ductilizando
un material agrio y de este modo mejorando las propiedades mecánicas del material
(aumento de la resistencia a la tracción y la resiliencia) puesto que con el sólo templado
los aceros tienen muy poca ductilidad y tenacidad.
Para determinar el tipo de recocido empleado y hacer el adecuado análisis del tamaño
del grano de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340 se hace necesario hacer uso de la
figura 103:
Figura 105. Diagrama de fases hierro-carburo próximo al eutectoide, donde se indica el
tramo de la temperatura de tratamiento térmico del acero al carbono.
(Tomado de: Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr., EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th
Edition, page 339)
Figura 106. Relaciones del tamaño de grano por uniformidad, variedad y orientación
(Tomado de: Standard Test Methods forDetermining Average Grain Size)
14
Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr., EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th Edition, page
338-340
100
Se corrobora que el recocido empleado es un recocido completo, el cual se implementó
en probetas cilíndricas de 1” de diámetro a una temperatura de 850°C para el caso de las
probetas de acero AISI/SAE 1045 y 870°C para el caso de las probetas de acero
AISI/SAE 4140 y 4340 durante 30 minutos, seguido se enfriaron a una velocidad
constante de 10°C/h hasta llegar la temperatura ambiente, convirtiendo la martensita
superficial (de aspecto aspero) en perlita gruesa, la cual es suave y dúctil con granos de
tamaño finos y uniformes15
(figuras 47 – 58). Este tipo de modificación pudo obtenerse
debido a la velocidad de enfriamiento y el tipo de recocido empleados en el proceso,
permitiendo que un gran porcentaje de martensita (obtenida previamente en el proceso
de templado) pueda ser satisfactoriamente transformada en perlita gruesa, generando
una evidente proporción coexistente entre la ferrita (color blanco) y la cementita (color
negro), que para efectos de aplicación genera mejoras para la maquinabilidad,
estabilidad dimensional y el equilibrio adecuado entre la tenacidad y la dureza del
material.16
El tamaño del grano después de haberse empleado el proceso de recocido completo al
ser fino y uniforme, aumentan los límites en el grano, el cual efectivamente se
confirman empalmando los análisis micrográficos de las fotos metalográficas con las
grafica 104. De este modo se puede inferir en la relevancia que tiene la influencia del
tamaño del grano en la mejora de la tenacidad del material, debido a que esta propiedad
está vinculada a la reducción de la movilidad de las dislocaciones del grano; es decir
mayores fuerzas mecánicas serán requeridas para iniciar la deformación plástica.17
15
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 139 16
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson.
Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales Pag 129 17
Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr., EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th Edition, page
172-173
101
CONCLUSIONES
1. Tres cuartos (3/4) de la totalidad de los perfiles de dureza obtenidos tienen un
margen de error menor al 4%, por lo que se corrobora la equivalencia existente en la
templabilidad de los perfiles de dureza de geometría cubica a geometría cilíndrica.
2. Independientemente de la composición de los aceros AISI/SAE 1045, 4140 y 4340, a la
misma distancia del extremo de templado Jominy, la velocidad de enfriamiento es la
misma.
3. Con base en los valores de dureza obtenidos de los perfiles de dureza, se evidencia la
proporcionalidad existente entre la distancia de templado Jominy con las curvas de
velocidad de enfriamiento de los perfiles de dureza.
4. A partir de las fotos micrográficas obtenidas del recocido, se corrobora la variación de
las microestructuras existentes en el extremo templado de los perfiles de dureza
cilíndricos y cúbicos.
5. Los valores de dureza obtenidos en el perfil de dureza de geometría cúbica al tener
equivalencia con los perfiles de dureza de geometría cilíndrica permiten inferir sobre la
importancia que tienen las curvas de templabilidad Jominy y su aplicación en la
variedad de tamaño y geometría.
102
RECOMENDACIONES
Para disminuir el margen de error se recomienda emplear un instrumento el cual
pueda controlar una constante de agitación.
Para procesos de corte metalográfico en probetas templadas se recomienda
emplear probetas inferiores a 2 pulgadas de diámetro, puesto que es complejo el
corte.
109
BIBLIOGRAFIA
Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr.,
EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th Edition, page 340-341
Tratamientos Térmicos De Los Aceros, José Apraiz Barreiro. Editorial Dossat S. A, 1984 Madrid. Capítulo III Tratamientos térmicos Pág. 69.
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev.
téc Figueroa López. Editorial Pearson. Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos
y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 123.
Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev. téc Figueroa López. Editorial Pearson. Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos y propiedades de manufactura de los materiales Pag 129. Manufactura, Ingeniería Y Tecnología, Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Ulises rev.
téc Figueroa López. Editorial Pearson. Capitulo 2; comportamiento mecanico, ensayos
y propiedades de manufactura de los materiales. Pag 130.
Steel and it´s heat treatment, Karl-Erik Thelning. Editorial Currently Chief Metallurgist,
Boxholm. Capítulo 4; Hardenability. Page 150.
Materials Science and Engineering: An Introduction; William D. Callister, Jr., EDITORIAL REVERTÉ, S.A 6th Edition, page 172-173