Estudio comparativo de medios de enfriamiento para el temple de aceros aleados (página 2)

Fig. 4. Curvas de enfriamiento del aceite industrial (1) a 600C y del monosulfito básico (2) a 320C.

En la fig. 5 (anexo) se muestra la estructura de alguno de estos aceros después del temple a la temperatura óptima en diferentes medios, (la temperatura del agua y del licor se tomaron a 32°C, el aceite a 60°C). La estructura metalográfica fue estudiada con ayuda del microscopio metalográfico NEOPHOT – 32 utilizando para ello un aumento de 500 veces. Como se puede observar del estudio realizado no se observó diferencia notoria entre las tres variantes utilizadas para tomar una decisión en cuanto a que variante de enfriamiento se debía utilizar. Sin embargos en los resultados obtenidos en la medición de la dureza y microdureza se observó cierta diferencia de la obtenida en el agua en comparación con la del aceite y la solución acuosa de monosulfito básico (licor) en cuanto al grado de dispersión de la estructura obtenida (fig. 6), donde los resultados de dureza de estos dos últimos medios es prácticamente igual, pero que se observa una tendencia al aumento de la microdureza de la martensita con la utilización en calidad de medio enfriamiento de la solución acuosa de monosulfito básico, lo que se ilustra en la siguiente tabla:

Tabla 1 Dureza y microdureza de los aceros templados

Esto puede estar dado como resultado de la variación del estado de la martensita a consecuencia de algunas diferencias entre la velocidad de enfriamiento entre el aceite y la solución en el intercalo de la temperatura de la transformación Martensitica; así como resultado del aumento de la dispersión de los cristales de la fase.

La velocidad de enfriamiento del aceite a la temperatura Mi es notoriamente menor, que en las soluciones acuosas de monosulfito básico, lo que influye en su grado de dispersión y por tanto en su dureza. Esto garantiza condiciones adecuadas para que ocurra el proceso de transformación de la solución sólida sobresaturada "in statu nascendi" y fundamentalmente para aquellos cristales los cuales se forman en primer lugar creciendo de frontera a frontera en el grano de austenita y que van a tener la mayor dimensión. (Fig. 7) ( ver anexo ).

Ahora bien con el objetivo de que se pueda observar la diferencia notoria que existe entre la estructura de la martensita de temple de un acero enfriado en agua, aceite y licor se tomó el acero CrWMn y se sobrecalentó a una temperatura de 1100 (C observándose que con el enfriamiento en aceite Fig.6 (a) aparecen láminas gruesas de martensita ( obtenidas en el intervalo de temperatura Mi ) y de un fácil ataque químico, lo que demuestra que ocurre el proceso de descomposición de la solución sólida, además se observa que al grado de dispersión de la martensita es mayor en la solución acuosa (b) y en el agua (c).

Esto se debe fundamentalmente a que la velocidad de enfriamiento en el inicio de la transformación Martensitica en el agua y la solución acuosa muestra un grado de dispersión mayor de la solución sólida en el proceso de temple. Sin embargo la solución acuosa al igual que el aceite garantiza en el intervalo la transformación Martensitica (Mi – Mf) una redistribución del carbono en dirección a una fase intermedia del carburo (; lo que fue establecido al ser utilizada la microscopía electrónica, donde se observó la presencia de esos carburos al ser utilizado como medio de enfriamiento la solución acuosa de monosulfito básico según se observa en la figura 7 ( ver anexo ).

CONCLUSIONES

La utilización de nuevos medios de enfriamiento en base de polímeros en sustitución del aceite como medios de temple de los aceros aleados ha demostrado su factibilidad desde el punto de vista de las propiedades mecánicas que se obtienen con esos aceros y de la estructura, lo que posibilita la sustitución del aceite; además de posibilitar un aumento en la productividad, disminución de los costos de producción y por otra parte la posibilidad que brinda el uso de las soluciones acuosas en el mejoramiento de las condiciones de trabajo.

La sustitución del aceite como medio de enfriamiento en el proceso de temple queda fundamentada por las características y propiedades obtenidas; así como y de la estructura en una variada gama de aceros, las cuales como fue observando no difieren de las obtenidas en el aceite. Otro aspecto importante a señalar es que el uso de las soluciones acuosas posibilitan variando su concentración obtener diferentes velocidades de enfriamiento, cuestión esta que no se puede lograr en el aceite y de esta forma ampliar más su campo de aplicación.

BIBLIOGRAFIA

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• 4- Hernández Arias F.L. Estructura y propiedades de los aceros tratados en soluciones acuosas. Monografía 8va. Conferencia científica de Ingeniería y arquitectura. C. De la Habana 1995.

Fig. 5. Estructura de los aceros 30CrMnSiA (1), 45Cr (2), 65Mn (3), 9CrSi (4), CrWMn (5) después del temple en agua (a), aceite (b) y licor (c) x500.

Fig. 6. Estructura de la Martensita del acero CrWMn después del temple a 1100°C en aceite (a), licor (b) y agua (c) x 500.

Fig. 7. Proporción de la estructura martensítica del acero 45 Cr con desprendimiento de carburos ( x 43000.

Autor:

Dr.C. Francisco Luis Hernández Arias

Ing. María Elvira Font Pérez

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Holguín. Holguín, Cuba.