Tratamiento Termico Del Acero 4140

Tratamiento térmico del acero 4140 a 850 en diferentes medios de enfriamiento

Heat treating AISI 4140 steel in cooling circles different.




Resumen
En el texto se plantean las diferencias obtenidas en la microestructura y en la dureza del acero AISI SAE 4140 después de haber sido sometido a diferentes tratamientos térmicos de normalizado, recocido y temple, partiendo de unatemperatura de autenizaciòn de 850ºC y un tiempo de sostenimiento de 0.5 horas.

Abstract:

Palabras clave: Tratamiento Térmico, Acero AISI 4140, Temple, Recocido, Normalizado,
Keywords: Heat Treating, AISI 4140 steel, quench, Annealing, Normalizing.

Marco Teórico
El acero 4140 es del tipo de aceros de baja aleación al cromo-molibdeno. Es uno de los aceros de baja aleación más populares por elespectro amplio de propiedades útiles en piezas que se someten a esfuerzo, con relación a su bajo costo. El hecho fundamental por el cual estos aceros son muy usados es por su estructura resistente y tenaz. Las aplicaciones típicas son: Piezas para Maquinaria en General, Cigüeñales, Engranes, Engranes de Transmisión, Ejes, Bielas, Portamoldes [1]. Es extensamente usado en equipos, cuellos deperforación de la industria petrolera, husillos, herramientas de empalme, herramientas titulares, etc. La fase predominante luego del temple en este tipo de aceros es la martensita [2]. Al templarlo se logra muy buena dureza con una gran penetración de la misma, teniendo además un comportamiento muy homogéneo, tiene también una buena resistencia al desgaste [3].
La composición química estándar del acero4140 según la norma AISI es

|Elemento |% |
|Fe |96.79-97.69 |
|C |0.38-0.43 |
|Si |0.15-0.36 |
|Mn |0.75-1.00 |
|P|≤0.035 |
|S |≤0.040 |
|Cr |0.8-1.10 |
|Mo |0.15-0.25 |


Los aceros de medio carbono aleados como lo es el 4140 no permiten la soldadura fácilmente, lo que lleva a otros métodos de unión como la perforación de huecos enalgunos.

Los principales microconstituyentes en el acero son ferrita, el cual presenta un aspecto de granos irregulares blancos y una dureza entre 75-150 Vickers; cementita, de un aspecto blanco brillante y su dureza es de 900 Vickers; la perlita, que es ferrita mas cementita, es la llamada huella dactilar y su dureza esta entre 200-320 Vickers; ledeburita, es perlita o austenita mas cementita,tiene un aspecto de piel de felino y su dureza varia entre 350-600 Vickers; austenita, que tiene aspecto de granos poligonales y la dureza esta entre 200-350 Vickers.
Los aceros muestran una gran variedad de propiedades dependiendo de la composición, de las fases y de los microconstituyentes presentes, los cuales dependen del tratamiento térmico aplicado.
La microestructura de los aceros esfundamentalmente perlitica en los aceros eutectoides y ferritica en los aceros hipoeutectoides [4].


Se conoce como tratamiento térmico el proceso al que se someten los metales u otros sólidos como polímeros con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el aceroy la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los sólidos cerámicos. [3]. Un tratamiento térmico se puede definir como una secuencia de operaciones de calentamiento, sostenimiento y enfriamiento de un metal para conseguir en él unas propiedades mecánicas físicas o químicas deseadas, por ello, es necesario tener en cuenta ciertos parámetros...