ENSAYO DE JOMINY 1.- Objetivo

Practicar un procedimiento para medir la templabilidad de un acero.

Determinar la dureza en funcin de la velocidad de enfriamiento

2.- Equipo y Materiales. 2.1 Muestra de acero 2.2 Horno mufla. 2.3 Durmetro. 2.4 Tanque con dispositivo de chorro 2.5 Equipos de seguridad 3.- Marco Terico. Ensayo de Jominy

La dureza que se obtiene en el temple de los aceros y la templabilidad son dos caractersticas que se confunden con frecuencia y conviene diferenciarlas con claridad.

Si templamos varias clases de aceros, podemos ver que unos se endurecen ms que otros y que la penetracin de la dureza hacia el interior es unas veces mayor que otras. La dureza es la resistencia que opone el material a la penetracin de un indentador bajo carga.

La templabilidad est determinada por la profundidad y distribucin de la dureza en el interior de las piezas templadas, es decir, la profundidad de temple que se alcanza en una pieza de acero.

Por ejemplo: Si tenemos un acero al carbono con 0.45%C y un acero aleado con 0.40%C, l%Cr y 0.lO%Va. Al tomar redondos de l00 mm de dimetro y los templamos obtenemos las siguientes durezas:

Acero al carbono : 48 - 26 - 20 - 15 Rc. Acero aleado : 50 - 44 - 38 - 36 Rc.

Observamos que la dureza disminuye rpidamente del exterior al interior en el acero al carbono y se conserva ms uniforme en el acero aleado.

Estas diferencias de penetracin de la dureza se presentan por ser diferente la templabilidad de los aceros, vemos que la dureza y la templabilidad son cosas distintas.

La dureza mxima que se puede obtener en un acero despus del temple, depende del contenido de carbono, la templabilidad depende en cambio de los elementos aleantes y del tamao de grano del acero. Los elementos que ms favorecen la templabilidad son el manganeso, el molibdeno y el cromo.

La templabilidad influye notablememente en los resultados cuando se ensayan piezas de bastante espesor y en cambio influyen muy poco cuando se templan piezas delgadas, es decir, que con aceros de diferente aleacin y el mismo contenido de carbono se obtienen caractersticas casi idnticas cuando se trata de pequeos dimetros y muy diferentes cuando se trata de piezas de gran espesor.

En el temple, la velocidad de enfriamiento se distribuye por la seccin de la probeta; la lnea curva de la figura, muestra que en la superficie de la probeta, la velocidad de enfriamiento es mxima en el extremo y mnima en el centro.

Si la velocidad crtica de temple es igual a la magnitud que indica la lnea horizontal, la pieza no se templar en todo su espesor y la profundidad de temple ser igual a la capa rayada.

Variacin de la zona templada con la velocidad de enfriamiento de una redondo de acero sometido a temple.

A medida que disminuye la velocidad crtica de temple, aumenta la profundidad de la capa templada, si la velocidad crtica es menor que la velocidad de enfriamiento en el centro, esta seccin se templar completamente, pero si la seccin es grande y la velocidad de enfriamiento en la superficie es menor que la velocidad crtica, no se templar el acero ni siquiera en la superficie, por tanto cuanto menor sea la velocidad crtica de temple, tanto mayor ser la templabilidad del acero.

A mayor lentitud de transformacin de la austenita en perlita, mayor templabilidad. Para valorar prcticamente la templabilidad, se utiliza una magnitud que se llama dimetro crtico.

Dimetro crtico real.

Es el dimetro mximo de una barra cilndrica en el que despus del temple en ese medio de enfriamiento se consigue en su ncleo una estructura con 50% de martensita; por consiguiente para un acero dado, a cada medio de temple le corresponde su dimetro crtico, cuanto ms intensamente enfre el medio de temple, tanto mayor ser el dimetro crtico.

Si se necesita una pieza que se temple en todo su espesor, hay que elegir un acero tal que d mayor dimetro crtico al de la pieza.

Dimetro crtico ideal.

Es el dimetro expresado en pulgadas del mayor redondo de ese acero en cuyo centro se consigue una estructura microscpica con 50% de martensita, despus de ser enfriado desde la temperatura de temple en un medio de enfriamiento terico, cuya capacidad de absorcin de calor fuese infinita.

El dimetro crtico es una magnitud importante para seleccionar la calidad del acero con que debe fabricarse una pieza.

Las curvas crticas de templabilidad, permiten hallar los dimetros crticos ideal y real, se toma como lmite entre la zona templada y no templada la llamada capa semimartenstica que est exactamente donde se presenta el cambio brusco de la pendiente de la curva.

La existencia del 50% de Troostita, hace que desciendan las propiedades del acero templado por esto, el valor del dimetro crtico determinado por la dureza semimartenstica, debe considerarse como un escaln de trnsito para hallar el dimetro critico real con el cual se consigue que en el centro de la barra el temple sea completo (95% martensita). El mtodo ms cmodo para derterminar la templabilidad y por consiguiente, establecer experimentalmente el dimetro crtico ideal, es el ensayo Jminy

Adems de valorar el dimetro crtico ideal, la templabilidad del acero permite calcular el dimetro mximo de un acero para obtener en su centro un 50% a un 99% de martensita en un medio de enfriamiento prctico determinado, para esto es necesario conocer lo que Grossman llama severidad de temple H, que es proporcional a la energa de enfriamiento de cada medio. La grfica de Grossman representa los valores de los dimetros crticos de los aceros enfriados en un medio prctico determinado de severidad de temple en funcin de los dimetros crticos ideales.

Grfica que relaciona los dimetros crticos reales, la severidad de temple y los dimetros crticos ideales de los aceros. Los valores de la severidad de temple (H) de los medios de enfriamiento ms frecuentes son:

Medio refrigerante H

Agua 20C 1.0 Agua 80C 0.2 Aceite mineral 20-200C 0.3 Agua-l0%NaCl 3.0 Agua-50%NaOH 2.0

El extremo templado en la probeta del ensayo Jminy es enfriada muy rpidamente y por lo tanto tiene la mxima dureza posible de acuerdo con el contenido de carbono de la pieza.

Dado que la prueba se ha estandarizado de acuerdo con la temperatura, tamao de la pieza y procedimiento, la velocidad de enfriamiento en cualquier punto es casi completamente independiente del tipo de acero.

4.- Procedimiento.

4.1 Prepare la muestra estandarizada.

4.2 Ubique la muestra en el horno mufla y elevar la temperatura hasta una temperatura de 850C

4.3 Mantenga a esta temperatura por aproximadamente una hora

4.4 Efecte el chequeo correspondiente al chorro de agua segn indica en la teora.

4.5 Dividimos la probeta en distancias iguales y marcamos con una lnea

4.6 Con el durmetro tomamos los datos de dureza en cada una de las marcas.

4.7 Tabule los datos, segn registro correspondiente.

4.8 Con los valores promedios grafique la curva correspondiente

4.9 Analice los resultados.

5.- Datos.

CANT. DUREZA DISTANCIA (cm)

1 80 1

2 75 2

3 74 3

4 73 4

5 72 5

6 71 6

7 70 7

8 69 8

9 68 9

10 67 10

PROMEDIO: 719

Material: Superficie cilndrica de Acero Escala: Rockwell B Carga Aplicada: 100 Kg. Penetrador: bolita de acero de 1/16

6.- Grafico.

7.-Conclusiones. Los tratamientos trmicos son indispensables para el mejoramiento de la calidad de un material, estos nos permiten modificar las propiedades para ajustarlas a las necesidades que se requieran. El ensayo de Jominy nos muestra que la dureza depende de la velocidad de enfriamiento, la cara inferior de la profeta que estuvo en contacto directo con el chorro de agua, mostro la mxima dureza, la cual fue disminuyendo a medida que la distancia a esta cara iba aumentando por lo que podemos decir que la relacin dureza velocidad de enfriamiento tiene una relacin directa (a mayor velocidad, mayor dureza) 8.- Bibliografa

William Smith ,Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales.

http://www.utp.edu.co/~publio17/laboratorio/e_jominy.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_Jominy

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DU

REZ

A

DISTANCIA

Dureza-Distancia

DUREZA

DISTANCIA (cm)