La capacidad de endurecimiento de una aleación de metal es la profundidad a la que se endurece un material después de someterlo a un proceso de tratamiento térmico . No debe confundirse con la dureza , que es una medida de la resistencia de una muestra al rayado o la hendidura. [1] Es una propiedad importante para la soldadura , ya que es inversamente proporcional a la soldabilidad , es decir, la facilidad para soldar un material.
Cuando se enfría una pieza de trabajo de acero caliente , el área en contacto con el agua se enfría inmediatamente y su temperatura se equilibra con el medio de enfriamiento. Sin embargo, las profundidades internas del material no se enfrían tan rápidamente, y en piezas de trabajo grandes, la velocidad de enfriamiento puede ser lo suficientemente lenta como para permitir que la austenita se transforme completamente en una estructura distinta de martensita o bainita . Esto da como resultado una pieza de trabajo que no tiene la misma estructura cristalina en toda su profundidad; con un núcleo más blando y una "cáscara" más dura. [2] El núcleo más blando es una combinación de ferrita y cementita , como perlita .
La templabilidad de las aleaciones ferrosas , es decir, los aceros , es función del contenido de carbono y otros elementos de aleación y del tamaño de grano de la austenita. [1] La importancia relativa de los diversos elementos de aleación se calcula encontrando el contenido de carbono equivalente del material.
El fluido utilizado para enfriar el material influye en la velocidad de enfriamiento debido a las diferentes conductividades térmicas y calores específicos . Sustancias como la salmuera y el agua enfrían el acero mucho más rápido que el aceite o el aire . Si el fluido se agita, el enfriamiento se produce aún más rápidamente. La geometría de la pieza también afecta la velocidad de enfriamiento: de dos muestras de igual volumen, la que tiene mayor área de superficie se enfriará más rápido. [3]
La templabilidad de una aleación ferrosa se mide mediante una prueba de Jominy: una barra de metal redonda de tamaño estándar (indicado en la imagen superior) se transforma en austenita al 100% mediante tratamiento térmico y luego se enfría en un extremo con agua a temperatura ambiente. La velocidad de enfriamiento será más alta al final del enfriamiento y disminuirá a medida que aumente la distancia desde el extremo. Posteriormente al enfriamiento, se muele una superficie plana en la pieza de prueba y luego se determina la templabilidad midiendo la dureza a lo largo de la barra. Cuanto más lejos del extremo templado se extiende la dureza, mayor es la templabilidad. Esta información se representa en un gráfico de templabilidad. [4] [5] [6]
La prueba de extinción final de Jominy fue inventada por Walter E. Jominy (1893-1976) y AL Boegehold, [7] metalúrgicos de la División de Laboratorios de Investigación de General Motors Corp., en 1937. Por su trabajo pionero en el tratamiento térmico, Jominy fue reconocido por la Sociedad Americana de Metales (ASM) con su premio Albert Sauveur Achievement Award en 1944. Jominy se desempeñó como presidente de ASM en 1951.
Referencias
- ^ a b Kalpakjian; Serope. Ingeniería y Tecnología de Fabricación . Educación Pearson.
- ^ Materiales y tecnología. Parte 3: Metales y minerales . Longman Group, Londres.
- ^ Bruce, R; William Dalton; John Neely; Richard Kibbe. Materiales y procesos de fabricación modernos . Educación Pearson.
- ^ ISO 642: acero. Prueba de templabilidad por temple final (prueba de Jominy) , ISO
- ^ "Temperabilidad (DoITPoMS)" . Consultado el 9 de diciembre de 2011 .
- ^ ASTM A255-10 , Métodos de prueba estándar para determinar la templabilidad del acero, ASTM International, West Conshohocken, PA.
- ^ WE Jominy & AL Boegehold, "Una prueba de templabilidad para el acero de carburación", Trans. ASM , vol. 26 , 1938, pág. 574-606.
enlaces externos
- Descripción de templabilidad y pruebas.
- Templabilidad frente a dureza
- Simulación de prueba Jominy
- Información más detallada sobre la prueba de Jominy.
- Video de una prueba imperfecta (YouTube)