Cementado A Una Pieza De Hierro 4m3j4d

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Ticomán

Departamento de Laboratorios y Talleres Laboratorio de Ensaye de Materiales

“CEMENTADO”

Jiménez Rojas Jesús Leonel Flores Moreno Antonio de Jesús González Alatriste Mario López Pallares Mario Cristóbal 3AV1 20/11/2012 Mosqueda Sánchez Antonio

Consideraciones teóricas El cementado es un tratamiento termoquímico que se aplica en piezas de acero. El proceso aporta carbono a la superficie mediante difusión, que se impregna modificando su composición. El cementado tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono)l 0,2% de carbono. Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someter la pieza durante varias horas a altas temperaturas (típicamente, 900 °C). En estas condiciones, el carbono penetra en la superficie que recubre a razón de 0,1 a 0,2 mm por hora de tratamiento. A la pieza cementada se le da el tratamiento térmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirirá las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono. El cementado se aplica en todas aquellas piezas que deben poseer gran resistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piñones, levas, ejes, etc. Aceros de cementado Son apropiados para cementado los aceros de bajo contenido de carbono. El cromo acelera la velocidad de penetración del carbono. Los aceros al cromo níquel tienen buenas cualidades mecánicas y responden muy bien a este proceso. Una concentración de níquelpor encima del 5% retarda el proceso de cementación. Según sean los requisitos de dureza y resistencia mecánica existen varios tipos de aceros adecuados para recibir el tratamiento de cementación y posterior tratamiento térmico. [editar]Tipos de aceros para cementación 

Aceros para cementación al carbono: Cementación a 900 ºC - 950 ºC, primer temple a 880 ºC - 910 ºC en agua o aceite, segundo temple a 740 ºC - 770 ºC en agua. Revenido a 200 ºC como máximo.

Aplicaciones: Piezas poco cargadas y de espesor reducido, de poca responsabilidad y escasa tenacidad en el núcleo.

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Aceros para cementación al Cr-Ni de 125 kgf/mm 2: Tiene en su composición un 1% de Cr y un 4,15% de Ni. Cementación a 850 ºC - 900 ºC, primer temple a 900 ºC - 830 ºC en aceite, segundo temple a 740 ºC - 780 ºC en aceite. Revenido a 200 ºC como máximo.

Aplicaciones: Piezas de gran resistencia en el núcleo y buena tenacidad. Elementos de máquinas y motores. Engranajes, levas, etc. 

Aceros para cementación al Cr-Mo de 95 kgf/mm2: Tiene en su composición un 1,15% de Cr y un 0,20% de Mo. Cementación a 890 ºC 940 ºC, primer temple a 870 ºC - 900 ºC en aceite, segundo temple a 790 ºC - 820 ºC en aceite. Revenido a 200 ºC como máximo.

Aplicaciones: Piezas para automóviles y maquinaria de gran dureza superficial y núcleo resistente. Piezas que sufran gran desgaste y transmitan esfuerzos elevados. Engranajes, levas, etc. 

Aceros para cementación al Cr-Ni-Mo de 135 kgf/mm 2: Tiene en su composición un 0,65% de Cr, un 4% de Ni y un 0,25% de Mo. Cementación a 880 ºC - 930 ºC, primer temple a 830 ºC - 860 ºC con aire o aceite, segundo temple a 740 ºC - 770 ºC con aceite. Revenido a 200 ºC como máximo.

Aplicaciones: Piezas de grandes dimensiones de alta resistencia y dureza superficial. Máquinas y motores de máxima responsabilidad, ruedas dentadas, etc.

RESULTADOS

Muestra sin Cementar Dureza HRA=27

Muestra con Cementado Se observa cementita Dureza HRA=44

OBSERVACIONES Debido al aumento de carbono, la dureza se incrementó notablemente en la superficie con respecto al centro de la pieza. En la pieza cementada se observa un incremento del tamaño de grano, claramente se observa cementita, en la muestra sin cementar su tamaño de grano es uniforme. La capa del cementado es muy delgada

CUESTIONARIO

1.- ¿Que se entiende por capa cementada? Es la capa que después de la cementación queda con un contenido de carbono superior a la del resto de la pieza. 2.- ¿A qué se le conoce como capa dura? Es la zona superficial que después del último tratamiento térmico (revenido) queda con una dureza superior a 50-60 HRC 3.- ¿De que depende el éxito de la cementación? Del tiempo adecuado para que el medio carburante pueda suministrar y rodear la superficie del acero con carbono a la profundidad deseada, y a los tratamientos de temple y revenido posteriores para hacer una capa cementada uniforme.

4.- Existen 2 etapas distintas en el proceso de cementación, ¿Cuáles son? Primera: absorción del carbono por el acero. Segunda: mejoramiento de calidad e uniformidad por medio de temple y revenido posterior al cementado. 5.- ¿Qué relación hay entre cianuración, carbunitruración y cementación? Que en esos procesos hay un notable aumento de contenido en carbono en la periferia de las piezas.

CONCLUSIONES

Mario González Alatriste Se concluye que el tratamiento termoquímico de cementación enriquece la capa exterior del acero con carbono y esto se conoce como carburación aunque también se puede enriquecer con carbono y nitrógeno (carbunitruracion). Con este tratamiento termoquímico se mejora la resistencia al desgaste y la dureza de la capa externa de la pieza mientras que la zona interna es más tenaz. Jiménez Rojas Jesús Leonel: La cementación o carburizacion es un tratamiento termoquímico de difusión, este tratamiento aumenta el contenido de carbono en la pieza y proporciona dureza en la superficie. La zona del núcleo de la pieza es blanda, dúctil y tenaz. Después del cementado, la capa exterior es dura y resistente al desgaste. Flores Moreno Antonio de Jesús. El tratamiento térmico aplicado le otorgó a la pieza un incremento de dureza en la superficie manteniendo casi intacta la tenacidad en el centro. Esto es ideal para una pieza que se va a emplear en maquinaria (en los engranes principalmente) ya que se necesita que su superficie sea prácticamente impenetrable con una tenacidad que soporte los impactos. La superficie incrementa su dureza debido al

incremento del carbono introducido por el cementado y en el centro se conserva la tenacidad ya que el carbono no logra penetrar hasta ese punto. López Pallares Mario Cristóbal: En nuestra pieza cementada la capa fue demasiado delgada, sin embargo microscópicamente se puede observar que entre más nos acercamos a la orilla de la pieza el tamaño de grano es cada vez mayor, y claramente el contenido de carbono aumentó sólo en la capa externa, existe en esa capa cementita.

BIBLIOGRAFIAS Tratamientos térmicos de aceros, José Apráiz .págs (324-329) Ciencia e Ingeniería de los materiales, Askeland Donald, Thompson editores