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

• 1- Pustavoit V.N. O Priminieni Vodnogo rastvora
  monosulfitnogo sholaka v kachestve zakalochnoi sredi. V.N
  Pustavoit S. Grishin. F.L Hernández /meteldoveninie,
  termicheskaia obravoolka metallov. (Moscú) Nr. 10 pag.
  31-35 1986.

• 2- Kraus G. Marden A. R. The morphology of
  martensite./ Metallurgical transactions V.2 Nr. 9P 711-718.
  1971.

• 3- Hernandez Arias F.L. Nuevos medios de enfriamiento
  para el proceso de temple. Monografía 1 Conferencia
  Iberoamericana de Mecánica. Santiago de Cuba.
  1993.

• 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.