La tabla 3.1 y figura 3.1 muestran los resultados de la resistencia a la tracción (MPa) obtenidos en probetas de fundición gris perlítica recocida a 880°C a los tiempos de 1, 2, 3, 5, 10, 15 y 20 horas con enfriamiento lento (dentro del horno).
Estos resultados muestran que los valores de resistencia a la tracción disminuyen a medida que se incrementa el tiempo de recocido en el rango de 1 a 20 horas desde 243.00 MPa para 1 hora hasta 121.60 MPa para 20 horas. Esto, debido a que al incrementar el tiempo de recocido la austenita se va transformando en ferrita, de tal manera que para 1, 2, 3 y 5 horas la microestructura consta de perlita, ferrita y hojuelas de grafito (Gf), la ferrita aumenta
y la perlita disminuye, conforme aumenta el tiempo de recocido de tal manera que para 5 horas de recocido existe pequeños trazos de perlita (figura 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8) y para los tiempos de recocido de 10, 15 y 20 horas la transformación de la austenita en ferrita es total, donde la estructura consta de ferrita (matriz) y hojuelas de grafito (Gf), característica de una
fundición gris ferrítica. También la disminución de la resistencia a la tracción se debe a que el tamaño de grano de la ferrita crece ligeramente con el aumento del tiempo de recocido y que es basto para 20 horas de tiempo de recocido, y también porque el grafito en forma de hojuelas (Gf) se hace más basto porque la austenita cede el carbono a estas hojuelas por
También se observa que los valores de resistencia a la tracción en la fundición gris perlítica en las condiciones de estudio son bajos debido a que las hojuelas de grafito (Gf) tipo
A, actúan como un concentrador o magnificador de esfuerzo, haciendo que disminuya la sección de la matriz (ferrita) y por el efecto de entalla de las hojuelas de grafito (Gf) hace que
la resistencia a la tracción sea baja.
b. De la ductilidad
Estos resultados evaluados en porcentaje de elongación se muestran en la tabla 3.2 y figura 3.2. Se observa que el valor más bajo de ductilidad es 0.9% para la fundición gris en estado de suministro, debido a que la fundición gris es frágil. Y según se incrementa el tiempo de recocido desde 1 a 20 horas, la ductilidad aumenta, obteniéndose 1.40% para 1 hora hasta 4.60% para 20 horas de recocido. El aumento de la ductilidad se debe a la transformación de la austenita en ferrita que es una estructura blanda y que a partir de 10 horas, esta transformación es total aumentando la ductilidad. También se observa que los valores de ductilidad son bajos, esto debido a las hojuelas de grafito (Gf) que actúan como bloqueadores
o barreras de dislocaciones impidiendo el deslizamiento.
4.2. De la dureza
La tabla 3.3 y figura 3.3 muestran los resultados de la dureza evaluados en la escala Brinell (HB) en probetas de fundición gris perlítica recocidos a 880°C a los tiempos de 1, 2, 3, 5, 10, 15 y 20 horas con enfriamiento lento (dentro del horno).
Donde se observa que la dureza de la fundición gris en estudio es de 203.30 HB, característica de una fundición gris perlítica porque está dentro del rango de 200 a 255 HB
(Mangonon, 2001, pp. 521 – 523). Y que microestructuralmente consta de perlita (matriz),
hojuelas de grafito tipo A y pequeña cantidad de esteadita (Fe3P), característica de una
fundición hipoeutéctica (figura 3.4). La tabla 3.3 muestra que la dureza disminuye según se incrementa el tiempo de recocido de la fundición gris recocido a 880°C, desde 185.50 HB para 1 hora hasta 120. 30 HB para 20 horas. Y la figura 3.3 muestra el efecto del tiempo de recocido a 880°C sobre la dureza (HB) en la fundición gris perlítica, donde se observa que a medida que se incrementa el tiempo de recocido la dureza disminuye. También se observa que los valores más altos de dureza fueron para probetas recocidas a 1, 2, 3 y 5 horas con valores de 185.50, 169.20, 160.20 y 146.40 HB respectivamente. Esto se debe a que después del tratamiento térmico de recocido la fundición microestructuralmente consta de ferrita, perlita y hojuelas de grafito (Gf) y que la ferrita aumenta y la perlita disminuye conforme se
incrementa el tiempo de recocido debido que la transformación de la austenita a ferrita es incompleta o parcial, mientras que la dureza para 10 horas es de 136.50 HB, esto se debe a que a 10 horas de tratamiento la descomposición de la austenita a ferrita es total o completa de tal manera que la microestructura consta de ferrita y hojuelas de grafito (Gf) (figura 3.9) y
para tiempos de tratamiento de 15 y 20 horas, la dureza disminuye con unos valores de 129.70 y 120.30 HB respectivamente, y su microestructura consta de ferrita y hojuelas de grafito tipo A, más bastos o gruesos, debido a que el carbono remanente de la matriz austenítica se difunde y se adhiere a las hojuelas de grafito haciéndolas más gruesos o bastos, disminuyendo la dureza (figuras 3.10 y 3.11).
4.3. De la microestructura
Las figuras 3.4 hasta 3.11 muestran la microestructura de la fundición gris perlítica en estudio: de suministro y recocidas a 880°C a los tiempos de 1, 2, 3, 5, 10, 15 y 20 horas con enfriamiento lento (dentro del horno) hasta temperatura ambiente.
La figura 3.4 corresponde a la fotomicrografía de la fundición gris en estado fundido (suministro). La figura 3.4.a. corresponde a la fotomicrografía de la fundición gris sin ataque químico donde se observa las hojuelas de grafito (Gf) tipo A y la figura 3.4.b corresponde
también a la fundición gris con ataque químico Nital 2%. La microestructura consta de perlita (matriz), hojuelas de grafito (Gf) y esteadita característica de una fundición gris perlítica
hipoeutéctica.
Las figuras 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8 muestran las fotomicrografías de la fundición gris perlítica recocidas a 880°C a los tiempos de 1, 2, 3 y 5 horas respectivamente con enfriamiento lento (dentro del horno). Se observa que las microestructuras constan de ferrita, perlita y hojuelas de grafito (Gf), la perlita va disminuyendo y la ferrita va aumentando hasta 5 horas de
tratamiento, obteniéndose una fundición gris ferrito – perlítica, debido a la descomposición parcial de la austenita en ferrita.
La figura 3.9 muestra la fotomicrografía de la fundición gris recocida a 880°C por 10 horas y con enfriamiento lento (dentro del horno), donde se observa que la estructura es totalmente ferrita y hojuelas de grafito (Gf), característica de una fundición gris ferrítica, esto
Las figuras 3.10 y 3.11 representan las fotomicrografías de la fundición gris recocidos a 880°C a los tiempos de recocido de 15 y 20 horas respectivamente y con enfriamiento lento (dentro del horno). Estos muestran que la microestructura en ambos, consta de ferrita y hojuelas de grafito (Gf) y que ambos se van haciendo más bastos, conforme se incrementa el
tiempo de recocido, esto se debe a que con tiempos largos de recocido el grano de la austenita crece ligeramente y las hojuelas de grafito se hacen más bastos, debido a que el carbono de la austenita se descompone por difusión y se adhiere por difusión a las hojuelas de grafito obteniendo también microestructuras de una fundición gris ferrítica.
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
• El tiempo de recocido a 880°C en el rango de 1 a 20 horas con enfriamiento lento afecta significativamente la resistencia a la tracción, ductilidad, dureza y microestructura en una fundición gris perlítica.
• Un incremento del tiempo de recocido desde 1 a 20 horas hace que la resistencia a la tracción disminuya desde 243 MPa para 1 hora hasta 121.50 MPa para 20 horas de tratamiento.
• Un incremento del tiempo de recocido, la ductilidad (% elongación) aumenta desde 1.40% para 1 hora hasta 4.60% para 20 horas de recocido debido a la transformación de la austenita en ferrita.
• Un incremento del tiempo de recocido en el rango de 1 a 20 horas disminuye la dureza desde 185.50 HB para 1 hora hasta 120.30 HB para 20 horas.
• Los valores de resistencia a la tracción y ductilidad obtenidos en la fundición gris recocida son bajos, como consecuencia de las hojuelas de grafito (Gf).
• Según el estudio, el tiempo mínimo para la obtención de una fundición gris ferrítica a 880°C es de 10 horas.
• Según el análisis microestructural para tiempos de recocido de 1, 2, 3 y 5 horas la estructura obtenida es ferrita, perlita y hojuelas de grafito (Gf), característica de una
estructura obtenida es ferrita y hojuelas de grafito (Gf) característica de una fundición gris
ferrítica.
5.2. Recomendaciones
• Estudiar el efecto del tiempo de recocido a 950°C en el rango de 1 a 20 horas de permanencia sobre la resistencia a la tensión, resistencia al impacto y su transformación en una fundición gris ferrítica en una fundición gris perlítica.
• Estudiar el efecto de la temperatura de recocido en el rango de 800 a 950°C por 10 horas sobre la termofluencia.
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APENDICE I
ANALISIS ESTADISTICO
I.1. Modelo estadísticoYij = µ + i + ij
Dónde:
µ : promedio poblacional para todas las observaciones i : efecto de tratamiento para esta observación
ij : error para esa observación
i : niveles j : replicas.
I.2. Análisis de varianza para el diseño de un solo factor