Evaluación de la cinética de crecimiento de grano austenitico en un acero de cementación AISI 8620

Abstract

En la Industria es conocido que en el proceso de cementación, temple y revenido de una pieza de acero cambia las propiedades mecánicas debido a que el tamaño de grano de la austenita está directamente influenciado por las temperaturas y las distintas duraciones de la exposición a alta temperatura. El presente trabajo de tesis analizo el efecto que tiene la temperatura y el tiempo de cinética en el crecimiento de grano Austenítico en un acero de cementación AISI 8620, aplicando un calentamiento a altas temperaturas para luego enfriarlo en agua a temperatura ambiente. En esta experiencia se utiliza un acero AISI 8620, primeramente, se realiza una austenización y luego un templado en agua, para ello se usó un horno mufla, cajas de cementación de acero inoxidable, y el temple fue realizado en agua. Para la investigación se utilizaron rangos de temperatura entre 950 y 1000ºC por un periodo de tiempo entre 4 a 5 horas, seguido de un enfriamiento en agua, obteniéndose la carburación de los bordes de grano austenítico debido a la precipitación de cementita proeutectoide Enfriado todas las muestras, se hizo un desbaste y pulido con papeles lijars y pasta de diamante, hecho esto se tuvo que realizar un ataque químico. Los métodos cuantitativos de Heyn y Jeffries, nos ayudaron para evaluar el tamaño de grano austenítico, logrando un tamaño de grano ASTM que van de 7.6 a 9.0 y de 8.3 a 9.5. También se determinó los parámetros Do (Tamaño de grano inicial), K (constante de proporcionalidad), y Q (Energía de activación). Se determinaron que las energías de activación necesaria para el crecimiento de grano austenítico, son de Q = 14.8 KJ/mol cuando se aplica un tratamiento térmico a 950 y 1000ºC por 4 horas, y Q = 64.7 KJ/mol para un tratamiento térmico a 950 y 1000ºC por 5 horas.