Prueba de Tensin al acero aleado AISI 4140

Con los datos anteriores se calcularon las elongaciones que haban presentado las probetas cuando se aplicaba la carga, adems de establecer la reduccin de rea, ya que al realizarse la fractura en la probeta, el rea de prueba se reduce cuando se trata de un material dctil, cuando se realizaron las pruebas se comprob que el material era dctil debido a que se formaba el cuello de botella, como se ve en la figura 4.68 se observa como se form el cuello de botella en la probeta, y en la figura 4.69 se ve un ejemplo de cmo puede verse una imagen microscpica del tipo de fractura presentado.

Aplicando las siguientes frmulas se obtuvo el esfuerzo mximo, la deformacin unitaria de las probetas tensionadas, el esfuerzo real a fractura, como ya se haba mencionado la elongacin porcentual y la reduccin de rea., en la tabla 4.15 se muestran los datos obtenidos.

Metalografa del acero aleado AISI 4140 Despus de realizar las pruebas de tensin, y comprobar que las probetas en seco brindaron mejores resultados que las del torneado convencional, el siguiente paso era el de observar la estructura del material, analizar como se vea las probetas desde su corte transversal y longitudinal, para concluir si haba cambios en cuanto a un proceso y otro.

En la figura 4.77 se muestra la Microestructura del acero aleado 4140, las reas blancas es ferrita y las reas grises y negras son perlita, mientras que los puntos negros son sulfuros.

La microestructura que se observa en la imagen anterior, es debido al ataque qumico que se origina con una solucin al 2% nital.

Para este tipo de metalografa se utiliz un agente especial para poder atacar al material, se us el Reactivo de Vilella, cuya composicin qumica es de; 1g de cido pcrico. 5 ml de HCl y 100 ml de etanol, este reactivo es para aceros de alta aleacin y aceros inoxidables, se debe utilizar a 20C por hasta un minuto por inmersin o frotacin, y define los constituyentes tales como: carburos, fase sigma, ferrita delta y ataca la martensita. De igual forma los especimenes se atacaron con nital al 2%. Con los especimenes atacados qumicamente se observ la microestructura, y se encontr que en cuanto a la seccin transversal y longitudinal de probetas fracturadas, si exista diferencia, los granos estaban ms alargados en una direccin, adems de que se tomaron imgenes tanto a 100 X como a 1000 X, para observar como eran los detalles microestructurales, primeramente se observaron los especimenes que fueron maquinados con el uso de refrigerante, y a continuacin se muestran las imgenes.

Anlisis de microestructura: La estructura que se observa consiste completamente de una fina y homognea martensita, las reas blancas es ferrita o fase sigma, se puede mencionar a dicha estructura como una estructura martensita ferrita carburos agregados. La perlita se presenta en laminillas que van de finas a gruesas. Los puntos negros que se ven son sulfuros Como el acero aleado AISI 4140, tiene un tratamiento de temple, por parte del fabricante, se dice que se observa una estructura martenstica templada. En el corte transversal de un espcimen maquinado con refrigerante a 100 X se aprecian los sulfuros como puntos negros, a una mayor amplificacin es decir a 1000 X se observan las zonas de ferrita, y zonas grises y negras que son perlita. Pasando al corte longitudinal del espcimen maquinado en hmedo podemos apreciar que los granos se ven alargados, se observa como si la imagen estuviera barrida, con una amplificacin de 500 X se observa mejor como los granos estn alargados de igual forma a 1000 X, ya que por la accin del ensayo de tensin, los granos tienden a alargarse debido a la fuerza de traccin aplicada al material.

En el

Anlisis de microestructura: torneado en seco, observando los dos especimenes, el de corte transversal y longitudinal, tanto la 100 X como la 200 X se observa que en el transversal la regin es homognea, mientras que en la longitudinal los granos estn inclinados hacia un sentido, estn estirados debido a la traccin ocasionada en el material. Las amplificaciones de 500 X y de 1000 X del corte transversal del espcimen en seco muestran placas y listones de martensita, en el corte longitudinal, se observa un alargamiento . En los especimenes en hmedo los granos se observan ms grandes, la regin esta menos saturada de constituyentes microestructurales, en cambio en los especimenes de torneado en seco, las imgenes de microestructura se ven ms saturadas debido a que el grano no creci.