Ensayo de Dureza y Tratamientos Térmicos en Materiales

Ensayo de Dureza

Consiste en la aplicación de una carga en la superficie de un material empleando un penetrador estandarizado, produciendo una marca superficial o impresión.

Por Rayado

• Por Penetración
• Por Rebote

P = K x D2 konstante por diámetro

Dureza Rockwell

Se calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga total no se aplica en forma continua. Hay una carga inicial y otra adicional (varía según las condiciones de ensayo).

Temple (Martensita)

Muy Alta Dureza

Revenido (Martensita Revenida)

Alta Dureza

Austempering (Bainita)

Alta Dureza

Normalizado (Perlita y Ferrita de Morfologías Finas)

Baja Dureza

Recocido (Perlita e Ferrita de Morfologías Groseras)

Muy Baja Dureza

1045

• Microestructura antes del T.T. (Posible enfriamiento en Aire): Áreas claras de Ferrita Libre y áreas oscuras de Perlita (15HRC)
• Enfriamiento en Agua: Agujas de Martensita (57 HRC)
• Enfriamiento en Aceite: Agujas de Martensita (claras) con regiones oscuras de Perlita y Bainita (48 HRC)

SAE 1020 – Microestructura

• Microestructura antes del T.T. (Posible enfriamiento en Horno Apagado): Áreas claras de Ferrita y áreas oscuras de Perlita (10 HRC)
• Microestructura luego del T.T. (Enfriado en Agua): Agujas de Martensita de Bajo Carbono (25 HRC)

DESIGNACIÓN: AISI (American Iron Steel Institute) y SAE (Society of Automotive Engineers) han organizado sistemas de designación que utilizan un número de cuatro o cinco dígitos. Los primeros dos dígitos se refieren a los principales elementos de aleación presentes, y los últimos dos o tres dígitos corresponden al porcentaje de carbono.

Tratamiento Térmico

El Tratamiento Térmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas. El objetivo de los tratamientos térmicos es proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o uso final.

Etapas del Tratamiento Térmico

Calentamiento: La elevación de temperatura debe ser uniforme en la pieza.

Permanencia: Su fin es la completa transformación del constituyente estructural de partida. Puede considerarse suficiente una permanencia de unos 2 minutos por milímetro de espesor.

Enfriamiento: Este enfriamiento tiene que ser rigurosamente controlado en función del tipo de tratamiento que se realice.

Los principales tratamientos térmicos son:

• Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
• Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad.
• Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.
• Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.