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I. TITULO: BAINITIZAO O AUSTEMPERING DE LOS ACEROSII. OBJETIVOS:2.1. Tener un aumento de la ductilidad y de la resiliencia al impacto con valores de dureza altos (entre 35-55RC)

2.2. Transformar la austenita en bainita.

III. FUNDAMENTO TERICOEs una transformacin isotrmica de las aleaciones ferrosas a una temperatura por debajo de la temperatura de la formacin de perlita y por encima de la formacin de martensita, dando como resultado la presencia de un constituyente caracterstico denominado Bainita, que se realiza enfriando desde alta temperatura en un bao de plomo o sales fundidas, a temperaturas entre 250 y 600C y dejando tiempo suficiente para la transformacin total de austenita. El acero se trata a ir directamente de austenita a bainita, y en ningn momento se halla en el estado martenstico totalmente endurecido. De hecho, el austenizado es un tratamiento trmico completo y no se incluye ningn recalentamiento como en el revenido.

Para nuestro caso del presente trabajo consiste en que las piezas bainitizadas posean propiedades mecnicas convenientes, particularmente mayor resistencias a la traccin, dureza y la ventaja respecto a otros tratamientos en su alta resistencia al impacto, o para disminuir la tendencia del acero a formar fisuras o sufrir distorsin. La microestructura a obtener depende del diagrama TTT del acero en estudio.

En el mecanismo del bainitizado las variables ms importantes que intervienen son: Tiempo de austenizacin.

Temperatura de austenizacin.

Tiempo de los tratamientos de la temperatura de austenizacin.

Medio de temple.ACEROS PARA BAINITIZADO

La seleccin de aceros para bainitizado debe basarse en los diagramas TTT, se debe tener en cuenta tres consideraciones importantes:

1. La localizacin de la nariz de la curva TTT y el tiempo disponible para sobrepasarla.

2. El tiempo requerido para la transformacin completa de la austenita a bainita a la temperatura de bainitizado.

3. Localizacin de la temperatura Ms.

El bainitizado de un acero SAE 1080 (segn diagrama TTT) se puede lograr solo en piezas de secciones delgadas. El enfriamiento desde la temperatura de austenizacin hasta el bao de baitinizado se debe realizar en 1 segundo, aproximadamente, para evitar la nariz de la curva TTT y as impedir la transformacin a perlita durante el enfriamiento. Los aceros de baja aleacin, como SAE 5140, son convenientes para bainitizar como lo indica la Fig. 4.2.

En este caso se necesita alrededor de 12 segundos para pasar la nariz de la curva y la transformacin a bainita es completa dentro de 1 a 10 minutos entre 315 y 400C. Adems hay otros aceros que se pueden utilizar al bainitizado y son:

1. Aceros de baja aleacin que contienen de 0.50% a 1.0% de C y un mnimo de 0.60% Mn.2. Aceros de alto carbono con un contenido mayor de 09.0% de C y posiblemente un poco menos de 0.60% de Mn.

3. Ciertos aceros al carbono con un contenido de carbono menor de 0.50% como SAE 1040, pero con un contenido de Mn comprendido entre 1.0% y 1.65%.

4. Ciertos aceros de baja aleacin tales como la serie SAE 5100, que contengan ms de 0.30%C y las series SAE 1300 hasta la SAE 4000, con un contenido de carbono de ms de 0.40% y otros tales como el SAE 4140, SAE 6145 y SAE 9440, SAE 4300, SAE 4600 y SAE4800.Propiedades que adquieren las piezas bainitizadas

La comparacin de las propiedades mecnicas desarrolladas por el austenizado y por el mtodo de temple y revenido suele hacerse a la misma dureza o resistencia. La superioridad del austenizado destaca en tales propiedades como reduccin de rea en tensin, resistencia al impacto y la prueba del combado lento. A parte de la ventaja de contar con mayo ductilidad y tenacidad junto con la alta dureza como resultado del austenizado, tambin hay menos distorsin y peligro de fisuras portemplado, porque el temple no es tan drstico como en el mtodo convencional.

La principal limitacin del austenizado es el efecto de masa de la pieza que se trata trmicamente. Slo son adecuadas las secciones que pueden enfriarse con suficiente rapidez para evitar la transformacin a perlita, en el intervalo de temperatura de 480 a 650C; por tanto, la mayora de aplicaciones industriales han sido secciones de espesor menor de 12.37mm.La formacin de la bainita superior (descomposin a 550-450C) baja la plasticidad del acero en comparacin con la obtenida para los productos de descomposicin de la austenita en la zona de perlita. La dureza y la resistencia en este caso no varan o disminuyen un poco. Como resultado de la descomposicin de la austenita, en la zona inferior de la transformacin intermedia se observa cierto aumento de la resistencia y la plasticidad. La bainita inferior, en comparacin con los productos de descomposicin de la austenita en la zona perltica (sorbita, troostita), posee una dureza ms alta y una resistencia superior, siendo bastante buena la plasticidad.

Ventajas y Desventajas de BainitizadoVentajas de Bainitizado

Las principales ventajas son:

a) Aumento de la ductilidad comparado con el revenido.

b) Aumento de la tenacidad (Resistencia al impacto).

c) Se mantiene los valores de dureza elevados a pesar del aumento en la ductilidad.

d) Al verificarse la transformacin de la austenita isotrmicamente y no existir la etapa martenstica, el peligro de grietas y deformaciones desaparece.

e) Las partes pueden ser producidas con cambios dimensionales menores que en el temple y revenido convencional.

f) Las consideraciones de costos en el austenizado son similares a aquellas para cualquier otro tratamiento trmico.

g) El austenizado es fcilmente automatizable.Desventajas del bainitizado

a) Existe una limitacin en el espesor de seccin.

b) A veces no se consigue la velocidad de enfriamiento necesario para evitar la transformacin de la austenia en la zona de la nariz en el diagrama TT.Es menester resaltar que en la prctica se han obtenido muy buenos resultados en aceros de 0.50% a 1,20% de carbono. En cambio, las experiencias realizadas con carburos en la estructura. La dureza media obtenida en estos aceros es 60-65 HRC.

IV. EQUIPO A USARa) Horno elctrico de cmara.

b) Horno de crisol para fusin de baos de sales.

c) Elementos para corte, desbaste, pulido y ataque qumico.

d) Microscopio metalogrfico. Durmetro.

e) Fotomicrografa.

f) 06 muestras de acero SAE 1080 (Planchas de espesor delgado o de dimetro pequeo), SAE 1040 y SAE 9860.

V. PROCEDIMIENTOMedir la dureza y realizar un anlisis Metalogrfico a una probeta de cada lote de muestras, colocar dentro del horno elctrico, calentando hasta la temperatura de austenizacin mantenindolo a esta temperatura austentica.

Retirar del horno elctrico las probetas y agregarlo al horno de crisol con baos de sales fundidas que se muestra a la temperatura de bainitizado (por encima de Ms), y por un tiempo donde la estructura sea completamente bainita. Luego enfriar las muestras al aire, realizar un anlisis Metalogrfico a las muestras tratadas y medir su dureza.