Ensayo de templabilidad de Grossman

Para llevar a cabo el ensayo de templabilidad de Grossman, primero se debe seleccionar el tipo de acero, determinar su temperatura de austenización de los diagramas de transformación o de la ficha técnica y elegir los diámetros específicos para las probetas cilíndricas. 

El segundo paso consiste en templar cada probeta de manera uniforme, partiendo del estado austenítico. El temple se lleva a cabo en un medio seleccionado estratégicamente, ya sea por requerimientos de cálculo o por ser el medio de enfriamiento utilizado en planta. De manera que todas las probetas se someten a un temple con una severidad de enfriamiento específica. Después del enfriamiento, las barras se cortan por el centro y se realiza un análisis metalográfico. 

El segundo paso consiste en templar cada probeta en un medio y condición especifico, la misma severidad, desde el estado austenizado. Este temple se realiza en un medio seleccionado según las necesidades de cálculo, interés para comparar aceros, o por ser el medio de enfriamiento que se utilizará en la planta. Tras el enfriamiento, las barras se cortan extrayendo una pequeña sección cilíndrica del centro de la barra, en la cual se realizan mediciones de dureza y, si es necesario, un análisis metalográfico, ver figura 2. 

En las mediciones de dureza o en la metalografía se busca el diámetro en el cual en el centro de la sección transversal de la probeta en el cual se forma 50% de martensita, definiendo el diámetro crítico real del acero

Para obtener el diámetro crítico real a partir de datos de dureza únicamente, es fundamental conocer el contenido exacto de carbono del acero. Esto permite prever la dureza correspondiente al 50% de martensita. Si la dureza medida en el centro de la probeta coincide con la dureza esperada, se podrá determinar el diámetro crítico real del acero sin necesidad de realizar un análisis microestructural. 

Resumen

• Selección del tipo acero y preparación de la probeta.

Determinar la temperatura de austenización.

Elegir los diámetros específicos para las probetas cilíndricas a templar.

• Temple en medio específico:

Realizar el temple de la probeta en un medio con una severidad de temple definida.

• Corte de la probeta:

Cortar la probeta por el centro tras el enfriamiento sacando una sección cilíndrica, ver figura 2.

• Análisis metalográfico:

Realizar un análisis metalográfico en el centro de la probeta.

Calcular el porcentaje de martensita formada en el centro.

• Análisis de dureza:

Realizar mediciones de dureza en la sección transversal de la probeta. 

• Determinación del diámetro crítico:

Definir el diámetro ideal del acero, el cual corresponde al que alcanza un 50% de martensita en el centro.

El diámetro critico real depende de la severidad del medio que se esta utilizando.

Dado que el método experimental de Grossman no permite calcular el diámetro ideal ni la templabilidad, y que su aplicación es costosa y laboriosa, a nivel experimental se suele utilizar el ensayo de templabilidad Jominy. Este ensayo permite determinar tanto los diámetros críticos como el diámetro ideal de cada tipo de acero. A continuación se detalla.

Ensayo de templabilidad Jominy: ASTM A255

Para calcular la templabilidad mediante el ensayo Jominy, se debe seleccionar un tipo de acero cuya composición química esté dentro de los rangos especificados en la norma ASTM A255 y determinar su temperatura de austenización. El primer paso consiste en preparar una probeta con las dimensiones indicadas en la figura 4, introducirla en el horno y calentarla hasta alcanzar dicha temperatura, manteniéndola durante 30 minutos. 

En el segundo paso, la probeta se retira rápidamente del horno y se coloca en el aparato de enfriamiento Jominy, donde un chorro de agua a temperatura ambiente enfría únicamente el extremo de la sección transversal de la probeta, donde se realiza el temple, debe formar 100% de martensita en ese extremo enfriado. Tras el enfriamiento, en la cuarta etapa, se realiza un maquinado longitudinal hasta una profundidad de 0.45 mm, para obtener dos superficies opuestas planas a lo lagro de la probeta. Finalmente, se mide la dureza en la superficie maquinada, espaciando las mediciones cada 1/16 de pulgada en la primera pulgada del extremo templado, cada 2/16 de pulgada en la segunda pulgada y cada 4/16 de pulgada en la tercera.