Efecto de la temperatura de revenido en la microestructura y en las propiedades mecánicas del acero AISI 4140

Muestras del acero AISI 4140 fueron templadas y revenidas a cinco temperaturas diferentes con el objetivo de evaluar el efecto de la temperatura de revenido en la microestructura y en los esfuerzos últimos, límite elástico, dureza, tenacidad, resiliencia entre otros. Se verificó la composición química del acero usando espectrometría de emisión óptica. La microestructura del acero antes y después de los tratamientos térmicos se evaluó a partir de microscopía óptica y medidas de dureza en escala Rockwell C. Se determinaron propiedades mecánicas a partir de curvas de esfuerzo normal en función de la deformación unitaria obtenidas en ensayos de tensión acorde a la norma ASTM E8. Los resultados de espectroscopia de emisión óptica confirmaron que la composición química del acero utilizado en esta investigación corresponde al acero AISI 4140. La microestructura en estado de entrega está constituida por martensita revenida en forma de ripas, microestructura típica de un acero de medio carbono templado y revenido. La microestructura obtenida para las temperaturas de revenido está constituida por martensita revenida y carburos posiblemente de hierro tipo Fe3C. La dureza disminuyó con el aumento de la temperatura de revenido. El revenido a diferentes temperaturas modifico fuertemente las propiedades mecánicas del acero AISI 4140.Pregrad

Determinar la resistencia a la tracción y dureza del acero AISI/SAE 4340, tratado térmicamente por temple a 860 °C y revenido a 280 °C, 320 °C Y 380 °C.

El presente trabajo muestra un estudio del comportamiento del acero AISI/SAE 4340 tratado térmicamente con temple a 860 ºC y revenido a tres diferentes temperaturas de 280 ºC, 320ºC y 380 ºC, comparando la resistencia a la tracción y dureza de forma experimental con los valores proporcionados por el catalogo. Para este propósito en el Capítulo I se mencionan los tratamientos térmicos utilizados y métodos de enfriamiento, los cuales asignan características mecánicas al material de acuerdo a cada temperatura utilizada. Así mismo especifica las propiedades y composición química de este acero en estado de suministro según catálogos del distribuidor. A su vez en el Capítulo II se detallan los procedimientos, la normativa utilizada, como, por ejemplo, la Norma ASTM E10 para los ensayos de dureza y la Norma ASTM E8 para ensayos a tracción. Además, se especifican la espectrometría óptica de las muestras, elección de variables, diseño de probetas y tratamiento térmico aplicado. En el Capítulo III se analiza los resultados obtenidos a partir de los ensayos destructivos y no destructivos con el fin de comparar valores y obtener el material más adecuado. A continuación, se aplica un análisis de varianza multifactorial ANOVA, la cual permite conocer la influencia de la temperatura y del método de enfriamiento sobre sus propiedades mecánicas. Para finalizar la investigación, el tratamiento térmico proporciona una mayor dureza y resistencia a la tracción en comparación con las probetas en estado de suministro; sin embargo, en base a los resultados obtenidos y un análisis estadístico se concluye que las mejores características para dureza y resistencia a la tracción se logran con un temple de 860°C y revenido de 280°C con aceite durixol W25 de mediana velocidad de enfriamiento.This work shows a study of the behavior of AISI / SAE 4340 steel thermally treated with quenching at 860 ºC and tempering at three different temperatures of 280 ºC, 320ºC and 380 ºC. Comparing the tensile strength and hardness in an experimental way with the values provided by the catalogue. For this purpose, chapter I mentions the heat treatments used and cooling methods, which assign mechanical characteristics to the material according to each temperature used. It also specifies the properties and chemical composition of this steel in the state of supply according to the distributor’s catalogues. In turn, Chapter II details the procedures, the regulations used, such as the ASTM E10 standard for hardness tests and the ASTM E8 standard for tensile tests. In addition, the optical spectrometry of the samples, choice of variables, specimen design and applied heat treatment are specified. Chapter III analyses the results obtained from destructive and non-destructive tests in order to compare values and obtain the most suitable material. Next, a multifactorial analysis of variance ANOVA is applied which allows knowing the influence of temperature and the cooling method on its mechanical properties. Finally, the heat treatment provides greater hardness and tensile strength compared to the specimens in the state of supply, however based on the results obtained and a statistical analysis, it is concluded that the best characteristics for hardness and tensile strength are achieved with a temper of 860 ° C and tempering at 280 ° C with medium speed durixol W25 oil

Comparación de la resistencia a la corrosión del acero API 5L x42 bajo dos ambientes electrolíticos diferentes

Durante décadas el transporte de crudo se ha realizado mediante tuberías del tipo API 5L, cuyas propiedades mecánicas y químicas cumplen con las especificaciones técnicas para tal fin, sin embargo, la corrosión de los metales sigue siendo un problema y más aún en el campo petrolero. Por tal motivo, en esta investigación se comparó y analizó el comportamiento del acero API 5L X42 sometido a dos ambientes electrolíticos diferentes (Agua de mar y KCl (cloruro de Potasio)). Varias probetas fueron preparadas para la aplicación de 3 tratamientos térmicos, los cuales son: recocido, normalizado y bonificado, estas a su vez fueron comparadas con la probeta de tipo suministro; para la obtención de los resultados se examinó el papel de los tratamientos térmicos, las inclusiones no metálicas, la microestructura mecánica y química con una comparación entre los aceros según la norma (UNE EN 10020;2001); por medio del SEM (Scanning Electron Microscopy) utilizando la norma NTE INEN ISO 6507, análisis metalográfico que describió la relación entre la microestructura con la dureza de la probeta y la tasa de corrosión. Finalmente se realizó una comparación de los resultados de las probetas con el fin de presentar el tratamiento térmico que ayuda a mejorar las propiedades mecánicas y químicas del acero disminuyendo la tasa de corrosión en el acero API 5L X42. Los resultados en ambos medios electrolíticos muestran que la probeta de tipo recocido es quien tiene mayor resistencia con una tasa a la corrosión por debajo del 0.07 mm/year de avance, a comparación del tipo suministro que tiene una tasa de corrosión de 0.32 mm/year. En conclusión, el tratamiento térmico de bonificado presentó mayor resistencia a la identación con 158 HB y energía de impacto de 107,7 J. Se recomienda que cada uno de los ensayos puedan realizarse bajo supervisión controlada.For decades, crude oil has been transported by API 5L type pipes, whose mechanical and chemical properties meet technical specifications. However, metal corrosion is still a problem, especially in the oil field. For this reason, this research compared and analyzed the behavior of API 5L X42 steel subjected to two different electrolytic settings (Seawater and KCI (Potassium Chloride)). Several test tubes were prepared for the application of 3 thermal treatments, which are: annealed, normalized and hardened, these in turn were compared with the supply type test tube. In order to obtain the results, the role of thermal treatments, non-metallic inclusions, mechanical and chemical microstructure was examined with a comparison between steels according to the standard (UNE EN 10020;2001); by means of SEM (Scanning Electron Microscopy) using the NTE standard INEN ISO 6507, a metallographic analysis that described the relationship between microstructure and the hardness of the test tube and the rate of corrosion. Finally, a comparison of the results of the test tubes was made in order to present the heat treatment that helps to improve the mechanical and chemical properties of the steel by reducing the rate of corrosion in the API 5L X42 steel. Results on both electrolytic media show that the annealed type cylinder has the highest resistance with a corrosion rate below 0.07 mm/year advance, compared to the supply type which has a corrosion rate of 0.32 mm/year. In conclusion, the annealing heat treatment showed higher resistance to indentation with 158 HB and impact energy of 107.7 J. It is recommended that each of the tests can be carried out under controlled supervision