Cambio de volumen en el acero para herramientas durante el temple y el revenido
Volumen relativo de barras de acero para herramientas templadas en agua de cuatro diámetros, medido antes del temple, a temple total y después del revenido a amarillo, azul y gris, según ensayos de Fromme publicados en 1918. Resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Qué miden las cifras
Una pieza de acero siempre gana volumen cuando se templa. Las ganancias son lo bastante pequeñas para ignorarse en un casquillo o un punzón, y lo bastante grandes para desechar un calibre o una sección de matriz larga que se terminó a medida antes del enfriamiento. La razón es que la martensita ocupa más espacio que la estructura recocida que reemplaza, así que cuanto más severo es el temple y mayor la porción de la sección que se transforma, más crece la pieza.
La tabla siguiente es la comprobación de hasta dónde llega eso en la práctica. Una serie de barras de acero de cuatro espesores diferentes se templó en las mismas condiciones y luego se revinió a través de una sucesión de colores, y sus volúmenes se midieron contra el volumen de la misma barra en estado recocido. El volumen es la cifra que importa para un bloque o un inserto de matriz, porque un cambio de volumen se manifiesta como un cambio en todas las dimensiones a la vez.
Volumen de barras templadas y revenidas
Volumen relativo, barra sin templar tomada como unidad
| Condición de la barra | Barra de 7 mm | Barra de 4.2 mm | Barra de 2.65 mm | Barra de 2.55 mm |
|---|---|---|---|---|
| Sin templar | 1.00000 | 1.00000 | 1.00000 | 1.00000 |
| Temple total | 1.00772 | 1.01000 | 1.01285 | 1.01210 |
| Revenido, amarillo | 1.00347 | 1.00495 | 1.00660 | 1.00620 |
| Revenido, azul | 1.00217 | 1.00425 | 1.00370 | 1.00205 |
| Revenido, gris | 0.99957 | 1.00060 | 1.00055 | 0.99930 |
Fuente, la tabla de volumen relativo de Fromme en la página impresa 39 de The Heat Treatment of Tool Steel (Harry Brearley), que es la página 57 del PDF del ejemplar consultado. Cada cifra se leyó de la imagen de página a 500 dpi, no de la capa de texto OCR.
El volumen de la barra sin templar se toma como unidad, así que 1.00772 significa un aumento de 0.772 por ciento. Las barras se templaron en las mismas condiciones y luego se revinieron. Los valores por debajo de 1.00000 son una contracción neta respecto a la barra recocida. Las barras son redondas del diámetro indicado; la fuente no da longitud, así que las cifras son para el volumen de la pieza en su conjunto.
Lo que muestra la tabla
El temple agranda la pieza, y la barra delgada es la que más crece. La barra de 7 mm sale de un temple total 0.772 por ciento más grande de como entró. La barra de 2.65 mm sale 1.285 por ciento más grande, aproximadamente dos tercios más de movimiento para una sección de un tercio del diámetro. Las cifras son el volumen total de la pieza, así que un bloque de tres pulgadas de espesor se moverá menos que un inserto esbelto del mismo acero, que es lo contrario de lo que un taller suele prever.
El revenido devuelve parte del crecimiento. En la barra de 7 mm un revenido amarillo baja la cifra a 1.00347, un revenido azul a 1.00217, y un revenido gris a 0.99957, que es más fino que la barra recocida de la que partió. La misma secuencia se da en los otros tres diámetros. La recuperación no es completa ni uniforme: las barras delgadas quedan más lejos de su volumen original que la gruesa, así que una sección delgada queda más grande que una gruesa después del mismo revenido.
Para un taller la lectura es directa. Deje sobremedida para el temple en cualquier pieza que deba mantener medida, y espere que la sobremedida sea mayor en una sección esbelta que en una pesada. Donde el revenido se lleva alto, la pieza puede volver por debajo de su medida terminada en lugar de por encima, y esa dirección del error no se puede rectificar. Si el plano lo permite, temple primero y termine después; donde no lo permite, la cifra de la tabla es la sobremedida con la que trabajar.
Dónde importa más esto
Los grados que más frecuentemente se ven afectados son los que se llevan a dureza total con un temple rápido. acero para herramientas O1 se templa en agua o aceite y se mueve más que los grados de temple al aire, y D2 se templa desde una temperatura más alta por el carburo que contiene. A2 y los demás grados de temple al aire son la respuesta habitual cuando el movimiento dimensional es el problema determinante, ya que se templan en aire quieto y la sección se enfría de manera uniforme.
Datos de referencia relacionados
El crecimiento y la contracción medidos en los grados estándar están en nuestra Cambio dimensional del acero para herramientas en el tratamiento térmico página. Para las secuencias de temple en sí, vea el guía de tratamiento térmico del acero para herramientas, y para el problema de temple que sigue a un temple rápido, vea agrietamiento por temple en acero para herramientas.
Recopilado de The Heat Treatment of Tool Steel (Harry Brearley), la tabla de volumen relativo de Fromme en la página impresa 39, con la discusión circundante sobre cambios críticos de densidad en las páginas impresas 38 y 39. Las cifras se reproducen de la tabla publicada y son un resumen de referencia más que una especificación de Aobo Steel.