Este informe de laboratorio describe los resultados del análisis metalográfico realizado a una muestra de acero O1 con y sin un tratamiento térmico de recocido con austenización incompleta. El resumen incluye que el acero O1 sin tratamiento tiene un tamaño de grano pequeño y laminar, mientras que el acero O1 recocido tiene un tamaño de grano más pequeño y una microestructura con carburos globulares embebidos en una matriz de cementita. Adicionalmente, el recocido redujo la dureza del

1. INFORME DE LABORATORIO N°2: RECOCIDO CON AUSTENIZACION
INCOMPLETA
AGUIRRE GUERRERO GERMÁN CAMILO
201210447
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE METALÚRGIA
TUNJA
2015

2. 2
CONTENIDO
1. ANÁLISIS METALOGRÁFICO................................................................................................3
1.1 DETERMINACIÓN DE TAMAÑO DE GRANO.............................................................3
1.1.1 ACERO O1.......................................................................................................................3
1.1.2 ACERO O1 (recocido)....................................................................................................4
1.2 FASES PRESENTES ............................................................................................................6
1.2.1 ACERO O1.......................................................................................................................6
1.2.2 ACERO O1 (RECOCIDO)..............................................................................................9
1.3 ANÁLISIS DE CARBUROS ............................................................................................... 12
1.4 DUREZAS............................................................................................................................. 13
1.5 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................... 13
1.6 DESARROLLO DE PREGUNTAS.................................................................................... 14
2. CONCLUSIONES................................................................................................................... 16
3. BIBLIOGRAFIA....................................................................................................................... 17

3. 3
1. ANÁLISIS METALOGRÁFICO
1.1 DETERMINACIÓN DE TAMAÑO DE GRANO
Para la determinación de tamaño de grano se debe tener en cuenta la norma ASTM
E112 utilizando la plantilla de comparación, esta plantilla se utiliza sobre las
micrografías 100X del acero, O1 con y sin tratamiento térmico (recocido);
determinando así el tamaño de grano para la cara transversal y longitudinal del
acero O1, colocando la plantilla sobre las micrografías.
1.1.1 ACERO O1
Fig.1: Determinación de tamaño de grano, Micrografía 100X Acero O1 Longitudinal
Fuente: Laboratorio de metalografía de la Universidad Pedagógica Y Tecnológica de Colombia.
Autor: Camilo Aguirre

4. 4
1.1.2 ACERO O1 (recocido)
Fig.2: Determinación de tamaño de grano, Micrografía 100X Acero O1 (Recocido) Longitudinal
Fuente: Laboratorio de metalografía de la Universidad Pedagógica Y Tecnológica de Colombia.
Autor: Camilo Aguirre

5. 5
Procedimiento de comparación
En el laboratorio se cuenta con un ocular especial para la medición del tamaño de
grano mediante el procedimiento de comparación. En las Imágenes 1 Y 2 se
observan las distintas plantillas de comparación visualizadas a través de dicho
ocular.
El círculo exterior tiene un diámetro de 175mm, y debe coincidir con el borde de la
imagen de la micrografía para respetar las magnificaciones.
El número de cada plantilla corresponde al tamaño de grano “G” si se está
observando la probeta con una magnificación de 100x. En caso de utilizar otra
magnificación debe corregirse este valor mediante la suma del factor de corrección
Q.
De acuerdo al análisis y aproximación, por medio del método de comparación, el
acero O1 tiene un tamaño de grano G=8, en su cara Longitudinal coinciden
demasiados granos, considerando que posee un grano pequeño.
Al realizar una comparación al acero O1 (Recocido), se puede decir que tiene un
tamaño de grano de G=8, en su cara Longitudinal coinciden bastantes granos
considerando que tiene un tamaño de grano más pequeño que el anterior.

6. 6
1.2 FASES PRESENTES
1.2.1 ACERO O1
Para determinar las fases presentes en la pieza a temperatura ambiente, se toma
una micrografía de 500X para el respectivo análisis.
Fig.5: Representación esquemática de un
acero Hipereutectoide. Composición de
1% de carbono.
a) Austenita; b) formación de exceso de
cementita en las fronteras de grano de
austenita; c) crecimiento de exceso de
cementita para formar una red; d) la
austenita se transforma en perlita.
Fig.3: Micrografía de acero O1
Longitudinal 500X
Fig.4: Micrografía de acero O1
Longitudinal 1000X
Fuente: Laboratorio de metalografía de la Universidad Pedagógica Y Tecnológica de Colombia.
Autor: Camilo Aguirre
Fuente: AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia
física. 2a edición McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 244

7. 7
En el análisis de fases, se requiere estudiar el diagrama de equilibrio Hierro–
Carbono y analizar el proceso de solidificación bajo condiciones de equilibrio
(enfriamiento lento), y resaltar las posibles fases presentes a temperatura ambiente.
Comparando la (Fig.5) con las fotomicrografías de las (Fig.3 y 4), en un enfriamiento
lento de un acero hipereutectoide se aprecia a temperatura ambiente la formación
de perlita más cementita proeutectoide donde la perlita es obscura y se presenta en
forma de secciones tipo semi laminar tendiendo a ser redondeada producto del
eutectoide y la cementita es de color blanco brillante presente en forma de matriz,
esta microestructura se aprecia mejor en a 1000X (Fig.4); el acero O1, de
composición de 1%C, que se clasifica como aceros de alto carbono, comercialmente
se maneja con composiciones de:
%C %Si %Mn %P %S %Cr %W %V
0.85 - 1.00 - - 0.40 0.40 -
1.00 0.50 1.40 0.030 0.030 0.60 0.60 0.030
En base al diagrama Hierro-Carbono, y siguiendo el proceso de solidificación bajo
condiciones de equilibrio. En un acero hipereutectoide que contiene 1% de carbono
(Fig.5). En un intervalo de austenita, esta aleación consta de una solución solida
f.c.c. uniforme, cada uno de cuyos granos contiene 1% de carbono disuelto
intersticialmente (Fig.5a). Al enfriarse lentamente, nada pasa hasta la línea CJ se
cruza en un punto X3, esta línea se conoce como línea de temperatura critica
superior en el lado hipereutectoide y se marca por Acm, la austenita es una solución
solida insaturada. En la línea Acm, punto X3, la uatenita esta saturada en carbono.
conforme la temperatura disminuye, el contenido de carbono de la autenita, o sea,
la maxima cantidad de carbono que puede disolverse en austenita, desciende a lo
largo de la linea Acm hacia el punto J. por tanto, conforme la temperatura desciende
de X3 a X4, el exceso de carbono por encima de la cantidad requerida para saturar
Tabla1: Composición química porcentaje en peso.
Fuente: ACERO GRADO MAQUINARIA, AISI O1. http://www.sumiteccr.com/Aplicaciones/Articulos/pdfs/AISI%20O1.pdf

8. 8
la austenita se precipita como cementita, principalmente a lo largo de las fronteras
de grano (Fig.5b, c). Por último, en X4 se alcanza la línea de temperatura eutectoide,
que se llama línea de temperatura critica inferior en el lado hipereutectoide y se
marca A3-1. Precisamente arriba de la línea A3-1, la microestructura consta en mucho
de austenita, con el exceso de cementita proeutectoide como una red que rodea los
granos de austenita (Fig.5c)1.
1
AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia física. 2a edición McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 242-245
Fig.6: Diagrama Hierro-Carbono
O1 (1% C)

9. 9
1.2.2 ACERO O1 (RECOCIDO)
En el análisis de fases, para el acero O1 post tratamiento se requiere estudiar el
proceso de solidificación bajo condiciones de equilibrio (enfriamiento lento), y
resaltar las posibles fases presentes a temperatura ambiente producidas por este.
Comparando la (Fig.9) con las fotomicrografías de las (imágenes 7 y 8), en un
enfriamiento lento de un acero hipereutectoide se aprecia a temperatura ambiente
la formación de perlita más cementita proeutectoide donde la perlita es obscura y
se presenta en forma globular producto del TT y la cementita es de color blanco
brillante presente en forma de matriz, esta microestructura se aprecia mejor en a
1000X (Fig.8).
Un acero hipereutectoide con una microestructura de perlita y una red de cementita
suele dar una maquinabilidad deficiente. Como la cementita es dura y frágil, la
Fuente: Laboratorio de metalografía de la Universidad Pedagógica Y tecnológica de Colombia.
Autores: Camilo Aguirre
Fig.7: Micrografía de acero O1
longitudinal 500X
Fig.8: Micrografía de acero O1
Longitudinal 1000X

10. 10
herramienta de corte no puede cortar a través de estas placas. En vez de eso, las
placas tienen que ser quebradas; por tanto, la herramienta se somete a continua
carga de choques por las placas de cementita y resulta una superficie final mellada.
Un proceso de tratamiento térmico que mejorara la maquinabilidad se conoce como
recocido de esferoidización o recocido de austenización incompleta (globular) como
se muestra en la (Fig.9) este proceso producirá una forma de carburo esferoidal o
globular en una matriz ferrítica; puede emplearse uno de los métodos siguientes:
1) Mantener durante un tiempo prolongado una temperatura justamente por
debajo de la línea crítica inferior.
2) Calentar y enfriar alternamente entre las temperaturas que están justamente
por encima o por debajo de la línea crítica inferior.
3) Calentar a una temperatura por encima de la línea crítica inferior y luego
enfriar muy lentamente en el horno o mantener a una temperatura justo por
debajo de la línea crítica inferior.
Mantener durante un tiempo prolongado a elevada temperatura despedazara
completamente la estructura perlitica y la red de cementita. La cementita se
convertirá en esferas, que es la forma geométrica de mayor equilibrio con sus
alrededores. Las partículas de cementita y la estructura completa se pueden llamar
Esferoidita (Fig.9). Esta microestructura contrasta con la mostrada en la (Fig.3 y 4).
Nótese que, en ambos casos, la microestructura está constituida por perlita y
Fig.9: Acero al 1% de C esferoidizado y
recocido, que muestra cementita globular
en una matriz de ferrita a 750X
Fuente: AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia
física. 2a edición McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 256

11. 11
cementita. La diferencia está en la forma de cementita, lo cual afecta grandemente
las propiedades de los materiales. La estructura esferoidizada es deseable cuando
es importante una mínima dureza, una máxima ductilidad o una máxima
maquinabilidad en aceros al alto carbono2.
2
Fuente: AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia física. 2a edición McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 254-257

12. 12
1.3 ANÁLISIS DE CARBUROS
En el análisis se encontró, qué, para la probeta sin tratamiento los carburos están
dispuestos en pequeñas zonas, casi imperceptibles y muy escasos; por otra parte
en la probeta recocida estos disminuyen en tamaño y aumentan en número la
mayoría conservando forma globular y unos cuantos en trazas elípticas.
De lo anterior se puede inferir que el tratamiento ayudo a disolver el carbono y
permitió la reagrupación de los mismos en carburos.
Fig.3: Micrografía de acero O1
longitudinal 500X
Fuente: Laboratorio de metalografía de la Universidad Pedagógica Y Tecnológica de Colombia.
Autor: Camilo Aguirre
Fig.7: Micrografía de acero O1
longitudinal 500X

13. 13
1.4 DUREZAS
Según la norma ASTM E18, se utiliza la escala de dureza Rocwell B (para aceros
de baja resistencia) para el Acero y sus aleaciones, esta escala proporciona una
fuerza aplicada máxima de 100 kilopondios.
Acero O1
95.5 + 97 + 95.5
3
= 96 𝐻𝑅 𝐵
Acero 1045 (Recocido)
91.5 +93.5 + 91
3
= 92 𝐻𝑅 𝐵
Dureza Rocwell B Rocwell C Vickers Brinell Knoop
Acero O1 96 ------- 216 216 231
Acero O1
(Recocido)
92 ------- 195 195 211
Según la norma ASTM E 140 se pueden convertir las escalas de dureza dando los
resultados anteriores, no se pudo convertir a HRC ya que en las norma ASTM E140
el mínimo valor es 21 HRC que equivale a 99HRB y valores por debajo de 21HRC
no son confiables, también se puede observar una disminución de dureza lo que
comprueba que se ablando el material y el tratamiento fue exitoso.
1.5 ANALISIS DE RESULTADOS
Se encontró que en la probeta de acero O1 poseía un tamaño de grano pequeño y
laminar lo que le daba la propiedad de resistencia mecánica elevada con formación
de masas de carburo semi definidas, en el acero Recocido se observa una
disminución de grano, combinación de los carburos con perlita embebidos en una
matriz de cementita, la disminución en la resistencia mecánica; lo que hace el
recocido es liberar tensiones internas y lograr un re ablandamiento con una
reacomodación microestructural globular lo que conlleva a que la dureza y
resistencia disminuyen y la ductilidad aumenta3.
3
AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia física. 2a edición McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 138-142
Tabla2: Resultado de durezas.

14. 14
1.6 DESARROLLO DE PREGUNTAS
 ¿Qué influencia tiene el tratamiento térmico de recocido con austenización
incompleta en el tamaño de grano de la microestructura de un acero?
Este tratamiento se le da a los aceros al carbono o aleados que tienen más
de 0.5% C, para ablandarlos y mejorar su maquinabilidad. Consiste en
calentamiento a temperaturas intermedias entre la temperatura crítica inferior
y crítica superior, seguidas siempre de un enfriamiento lento. El fin es
conseguir la menor dureza posible.
En los aceros hipereutectoides se consigue que la cementita y los carburos
adopten una estructura más o menos globular, que para cada
microconstutuyente da una dureza inferior a la original4.
 ¿Qué diferencias en transformaciones de fase encontró al realizar la
comparación entre la microestructura del acero AISI O1 sometido a recocido
con austenización incompleta y la microestructura del acero AISI O1 sin
tratamiento?
Se puede apreciar una microestructura de cementita laminar en el acero AISI
O1 antes del tratamiento térmico, después del recocido con austenización
incompleta se observa una microestructura de cementita globular.
 ¿Qué similitudes y/o diferencias encontró en el tamaño de grano de la
microestructura de la probeta antes y después del tratamiento térmico? (AISI
O1, normalizado y con austenización incompleta).
Se observa un tamaño de grano G=8, es decir un grano muy pequeño para
el acero O1 normalizado, después del tratamiento se visualiza el mismo
tamaño de grano pero con una reacomodación microestructural.
4
APRAIZ, José. Tratamientos Térmicos de los Aceros. 8a edición Dossat S.A. España: 1984. Pág. 70

15. 15
 ¿Qué similitudes y/o diferencias encontró en la dureza entre la probeta antes
y después del tratamiento térmico? (AISI O1, normalizado y con
austenización incompleta).
Los resultados arrojados por el durómetro indican, que el acero AISI O1
normalizado posee una dureza de 96 HRB y después del tratamiento se
reduce su dureza en 4 unidades de HRB.

16. 16
2. CONCLUSIONES
 El análisis de las micrografías evidencian que la aleación de acero O1 posee un
tamaño de grano pequeño G=8 y en cuanto al mismo acero sometido al
tratamiento térmico de recocido, este no aumenta ni disminuye su tamaño, pero
sí logra una regeneración microestructural de cementita laminar a cementita
globular
 El objetivo del recocido con austenización incompleta en aceros hipereutectoides
es reducir las propiedades mecánicas logrando que el material sea más
fácilmente mecanizable, logrando así granos de tipo globular ya que la cementita
laminar, al poseer esta forma de grano produce mayor resistencia mecánica, y
amella la herramienta de corte, produciendo superficies rugosas.
 Se evidencia una disminución en la dureza del acero O1 sometido al tratamiento
térmico de recocido con austenización incompleta, ya que la probeta sin
tratamiento arrojo una dureza de 96 HRB y esta misma post tratamiento denota
92 HRB, concluyendo así que aunque la reducción es mínima el tratamiento fue
exitoso teniendo en cuenta el análisis microestructural.
 Las normas ASTM son una guía de trabajo, que de forma precisa y clara
establece los parámetros a seguir para obtener un buen procedimiento, durante
el estudio de materiales. Se tomaron en cuenta especialmente las normas ASTM
E3, ASTM E112, ASTM E18, ASTM E45 y ASTM E140; las cuales sirven para el
proceso de pulido, determinación de tamaño de grano, dureza, cálculo de
inclusiones y conversión de durezas respectivamente.

17. 17
3. BIBLIOGRAFIA
 Tema 4. Aleaciones Hierro-Carbono. Aceros y Fundiciones.
http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema4_CM.pdf
 AVNER, Sydney H. Introducción a la metalurgia física. 2a edición
McGRAW-HILL. México: 1988. Pág. 138-142, 242-245,254-257
 APRAIZ, José. Tratamientos Térmicos de los Aceros. 8a edición Dossat
S.A. España: 1984. Pág. 70