Análisis comparativo de la resistencia al desgaste erosivo por partículas solidas según la norma ASTM g-76 para un acero AISI-SAE 4140 sometido a diferentes tratamientos térmicos

Este es un proyecto de grado enfocado a realizar investigación en la ciencia de los materiales en la Universidad Libre de Colombia, seccional Bogotá facultad de ingeniería. No es un secreto que la ingeniería mecánica dictada en la universidad es una herencia que dejó la ya desaparecida ingeniería metalúrgica, es por esta razón que el ingeniero mecánico de la universidad libre tiene un gran enfoque al tratamiento térmico de los materiales. En varios proyectos de grado llevados a cabo por estudiantes en busca de obtener su título de pregrado, aparecen títulos referentes a investigación en la mejora de propiedades mecánicas de los aceros, algunos estudiantes buscan mejorar éstas por medio de tratamientos criogénicos, otros van más adentro elaborando materiales compuestos y de esta manera obtener mejores características o simplemente características deseadas. En vista de que se realizan estos experimentos surge la necesidad de generar herramientas o métodos para comparar diferentes comportamientos de los aceros sometiéndolos a los ya conocidos ensayos, como son ensayos de dureza, ensayos de microscopía, tracción, torsión etc. En este proyecto se realizaron diferentes tratamientos térmicos como el temple y el revenido, a un acero AISI SAE 4140 con el fin de mejorar su resistencia al desgaste erosivo, para dar validez a una mejora o no del material después del tratamiento es necesario someterlo a un ensayo de resistencia al desgaste erosivo, tal ensayo es descrito de manera muy completa por la norma ASTM G76, en donde se especifica de manera muy concreta qué características debe tener el equipo tipo tribómetro y bajo qué condiciones se debe realizar el ensayo para obtener resultados válidos

Influencia Del Tiempo De Revenido En La Resistencia Al Desgaste Abrasivo De Un Acero AISI/SAE 1045 Templado Desde Temperaturas Intercríticas

El constante desarrollo y mejoramiento de los procesos de obtención del acero estructural, han generado un gran impacto socio- económico, debido a la necesidad de alcanzar altos márgenes de calidad y optimizar procesos de elaboración en el acero. Para poder cumplir con esta meta, se debe estudiar y garantizar la durabilidad del acero estructural, en los diferentes tipos de aplicación, asegurando de esta manera la integridad mecánica. [1] Los aceros avanzados de alta resistencia (aceros AHSS por sus siglas en inglés) son aceros que cumplen con elevadas propiedades mecánicas que las industrias exigen a un menor costo de producción. Estos aceros muestran una combinación de buena resistencia mecánica y una excelente facilidad de conformado. La principal característica de estos aceros, es lograr reducir el peso de las estructuras sin comprometer la resistencia mecánica otorgando rigidez, resistencia y absorción de energía en cada una de las partes que la conforman. [4] En el grupo de aceros AHSS, se encuentran los aceros de doble fase (DP), este tipo de acero se obtiene luego de una serie de tratamientos térmicos de temple en temperaturas intercríticas, donde el acero es llevado a la zona de austenización parcial o completa y luego de un rápido enfriamiento en agua, la matriz Austenítica se transforma en dos fases Ferrita y con islas de Martensita. Las propiedades de una acero DP, varían con respecto a las fracciones volumetrías de Martensita que no llegan a ser mayores al 35%. [7] [16] En Colombia se han trabajado este tipo de aceros AHSS de doble fase, pero las investigaciones comprenden unas temperaturas de templado definidas a lo largo del rango intercrítico, por esta razón, este proyecto trabajara la aplicación de dos temperaturas intercríticas de templado, además de una secuencia de tiempos en un tratamiento térmico de revenido, obteniendo diferentes volúmenes de Martensita, estos se van a caracterizar microestructuralmente, mediante microscopia óptica convencional, igualmente se va a evaluar su comportamiento mecánico en la pruebas de dureza, microdureza, desgaste abrasivo para determinar, cuál es la influencia del tiempo de revenido en la resistencia al desgaste; de igual modo, se obtendrá la temperatura que tiene las mejores propiedades. [6

Tratamiento y modificaciones superficiales del acero

El objetivo principal del proyecto se centra, dentro de la ingeniería de la superficie, en el estudio de la relación entre las características morfológicas y microestructurales y las propiedades

Selección de materiales en el diseño de máquinas

Descripció del recurs: 17 abril 2014Los objetivos de este texto son proporcionar criterios para la selección de materiales en el diseño de máquinas y, a la vez, ofrecer una panorámica de los principales materiales empleados en esta disciplina. En él se facilita una estructura común de tablas de propiedades y se resaltan los aspectos más característicos de la aplicación de cada uno de ellos. El contenido se estructura en cuatro capítulos. El primero trata de los criterios de selección; el segundo estudia los materiales férricos, aceros y fundiciones; el tercero trata de los materiales metálicos no férricos, y el último, de los materiales no metálicos (plásticos, elastómeros, materiales compuestos y cerámicas. Es la traducción de la segunda edición de la obra original en catalán, revisada y ampliada. Como novedad básica respecto a la primera edición, toma como referencia las normas EN (especialmente en los metales) y/o las ISO, y en un anexo se proporcionan tablas de equivalencias con las últimas normas vigentes de los principales países europeos (AENOR, AFNOR, BS, DIN y UNI) y con las normas americanas (ASTM, AISI, etc.) y japonesas (JIS). También se han realizado varias ampliaciones, entre las que cabe destacar la incorporación de los recubrimientos y los productos planos de acero recubiertos

Soldadura y su inspección

El avance tecnológico logrado en los procesos de soldadura durante los últimos años, le ha dado un lugar privilegiado a la soldadura en el sector de la construcción, como también en industrias como la petrolera, química, automotriz, metalmecánica entre otras. La soldadura es fundamental para el desarrollo de proyectos de gran envergadura que necesitan del proceso de unión de sus productos y que sería imposible de realizar por otros medios, lo cual constituye un motor de desarrollo industrial en todos los países. Por medio de este proceso se pueden fabricar y ensamblar estructuras como recipientes a presión, puentes, edificios y barcos entre otros; de modo que estas uniones queden en excelente estado, ya que la internacionalización de la economía hace necesario fabricar productos de alta calidad para que puedan competir y satisfacer las necesidades de nuevos mercados en Colombia y en otros países. Los códigos, normas, especificaciones y procedimientos de soldadura son herramientas muy necesarias que se deben seguir para una buena aplicación de soldadura, dado que aumenta la confiabilidad y se asegura calidad en el producto terminado. En los procesos de fabricación, es la soldadura uno de los más regulados, debido a las severas condiciones de servicio en las que se encuentran los elementos soldados

Tecnología de proceso y transformación de materiales

Los principales objetivos de esta asignatura son la introducción de los distintos tipos de materiales de aplicación industrial, el establecimiento de relaciones estructura-propiedades de cada grupo de materiales y la descripción de los principales procesos de transformación que se desarrollan industrialmente para convertir un material en un componente final. Para ello, se parte del conocimiento básico de la estructura de los materiales de ingeniería (metales, materiales cerámicos, polímeros y compuestos), así como del comportamiento y las características que se asocian con dicha estructura. Se describen los procesos de transformación de componentes, cuya selección se justifica sobre la base de las características de los materiales que se han de transformar, y se indican algunos de los tratamientos más comunes que permiten modificar el comportamiento macroscópico de un componente para adecuarlo a las solicitaciones requeridas. En la descripción de los procesos, se introducen los criterios a considerar a la hora de realizar la selección del material más adecuado, en la medida de lo posible

Diseño y definición del proceso de fabricación de un utillaje progresivo de conformado de chapa

Este proyecto tiene por objeto el desarrollo de las especificaciones técnicas y de fabricación para llevar a cabo un sistema de fabricación adecuado para una pieza de las siguientes características: - Pieza de chapa de 2mm de espesor del tipo AP-11 según norma NES M 36093-85. Norma española UNE. - Tolerancias dimensionales según NES D0016 Clase-C. - Necesidad de fabricar piezas simétricas. Cantidad media anual: 50,000 Uds. - Necesidad de matar bordes. - Tratamiento superficial de electro-imprimación min.480H según NES MS083- 94. Cataforesis. - Serie alta de producción de piezas. El proceso más indicado de fabricación, basándonos en estas características propias de la pieza y en las unidades anuales, será: - Conformado en frió mediante un utillaje progresivo animado por prensa excéntrica. - Tratamientos post-fabricación (electro-imprimación). Se intentará a través de los siguientes capítulos explicar todas las características de este tipo de sistema productivo, y se desarrollará un estudio completo de los aspectos mas relevantes para conseguir las mejores soluciones de diseño. El fin es poder fabricar una herramienta lo mas eficiente posible adecuada a los estándares de calidad requeridos y con una relación precio calidad lo mas ajustada posible. Estructuralmente el proyecto se compone de tres grandes bloques en los que se desglosará tanto las fases de trabajo en fabricación como las orientaciones teóricas y técnicas para comprender el diseño completo de un utillaje progresivo. - Bloque teórico con las características de este tipo de sistemas de fabricación. - Bloque de diseño y desarrollo de la herramienta especifica para la consecución de la pieza a que referencia el proyecto. - Bloque de desarrollo de las especificaciones de fabricación del utillaje. Incluye, características y sistemas de fabricación del mismo.Ingeniería Técnica en Mecánic

INFLUENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS DÚPLEX SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y RESISTENCIA AL DESGASTE DEL ACERO AISI 4140 BONIFICADO

El acero AISI 4140 es un acero de baja aleación al cromo/molibdeno de elevada resistencia mecánica y buena tenacidad, el cual se utiliza para la fabricación de piezas de maquinaria como piñones, cigüeñales, ejes de levas, etc. Sin embargo, su resistencia al desgaste es bastante limitada y suele ser mejorada mediante el tratamiento superficial de la nitruración. El propósito de este trabajo consistió en mejorar las propiedades mecánicas e incrementar la resistencia al desgaste del acero 4140 mediante la aplicación de un tratamiento superficial DUPLEX consistente en la nitruración líquida (conocida como Teniffer) seguido del depósito de un recubrimiento duro de nitruro de titanio (TiN). La microestructura cristalina fue evaluada mediante difracción de rayos X, la morfología y la composición química fue determinada por microscopía SEM y espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS), las propiedades tribológicas fueron analizadas mediante mediciones en un tribómetro de tipo esfera sobre disco y la microdureza se determinó por el método Vickers. Las muestras tratadas con el recubrimiento dúplex mostraron una resistencia al desgaste 4 veces mayor que la muestra en estado bonificado, lo cual demuestra la aplicación potencial que tiene el acero 4140 sometido a este tratamiento dúplex

INFLUENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS DÚPLEX SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y RESISTENCIA AL DESGASTE DEL ACERO AISI 4140 BONIFICADO (INFLUENCE OF THE DUPLEX COATINGS ON THE MECHANICAL PROPERTIES AND WEAR RESISTANCE OF THE TEMPERED AISI 4140 STEEL)

El acero AISI 4140 es un acero de baja aleación al cromo/molibdeno de elevada resistencia mecánica y buena tenacidad, el cual se utiliza para la fabricación de piezas de maquinaria como piñones, cigüeñales, ejes de levas, etc. Sin embargo, su resistencia al desgaste es bastante limitada y suele ser mejorada mediante el tratamiento superficial de la nitruración. El propósito de este trabajo consistió en mejorar las propiedades mecánicas e incrementar la resistencia al desgaste del acero 4140 mediante la aplicación de un tratamiento superficial DUPLEX consistente en la nitruración líquida (conocida como Teniffer) seguido del depósito de un recubrimiento duro de nitruro de titanio (TiN). La microestructura cristalina fue evaluada mediante difracción de rayos X, la morfología y la composición química fue determinada por microscopía SEM y espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS), las propiedades tribológicas fueron analizadas mediante mediciones en un tribómetro de tipo esfera sobre disco y la microdureza se determinó por el método Vickers. Las muestras tratadas con el recubrimiento dúplex mostraron una resistencia al desgaste 4 veces mayor que la muestra en estado bonificado, lo cual demuestra la aplicación potencial que tiene el acero 4140 sometido a este tratamiento dúplex.Abstract: The AISI 4140 steel is a low chrome/molybdenum alloyed steel with high tensile strength and good toughness, which is normally used for the manufacture of machine parts such as gears, crank shafts, camshafts, etc. However, its wear resistance is quite limited and this is usually improved by nitriding surface treatment. The purpose of this study was to increase the mechanical properties and wear resistance of 4140 steel by applying a DUPLEX surface treatment consisting of a liquid nitriding (known as Teniffer) followed by the deposition of a titanium nitride (TiN) hard coating. The crystalline microstructure was evaluated by Xray diffraction (XRD), morphology and elemental chemical composition was determined by microscopy SEM and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), tribological properties were tested using a tribometer type ballondisc and micro hardness was determined by the Vickers method. The duplex treated samples showed a wear resistance 4 times greater than the tempered sample, demonstrating the potential application of 4140 steel that has undergone this duplex treatment.Sumário: O aço AISI 4140 é um aço de baixa liga ao cromo/molibdeno de elevada resistência mecânica e boa tenacidad, o qual se utiliza para a fabricação de peças de maquinaria como pinhões, cigüeñales, eixos de cames, etc. No entanto, sua resistência ao desgaste é bastante limitada e costuma ser melhorada mediante o tratamento superficial da nitração. O propósito deste trabalho consistiu em melhorar as propriedades mecânicas e incrementar a resistência ao desgaste do aço 4140 mediante a aplicação de um tratamento superficial DUPLEX consistente na nitração líquida (conhecida como Teniffer) seguido do depósito de um recubrimiento duro de nitruro de titanio (TiN). A microestructura cristalina foi avaliada mediante difracción de raios X, a morfología e a composição química foi determinada por microscopía SEM e espectroscopía de energia dispersiva de raios X (EDS), as propriedades tribológicas foram analisadas mediante medidas num tribómetro de tipo esfera sobre disco e a microdureza determinou-se pelo método Vickers. As mostras tratadas com o recubrimiento dúplex mostraram uma resistência ao desgaste 4 vezes maior que a mostra em estado bonificado, o qual demonstra a aplicação potencial que tem o aço 4140 submetido a este tratamento dúplex.El acero AISI 4140 es un acero de baja aleación al cromo/molibdeno de elevada resistencia mecánica y buena tenacidad, el cual se utiliza para la fabricación de piezas de maquinaria como piñones, cigüeñales, ejes de levas, etc. Sin embargo, su resistencia al desgaste es bastante limitada y suele ser mejorada mediante el tratamiento superficial de la nitruración. El propósito de este trabajo consistió en mejorar las propiedades mecánicas e incrementar la resistencia al desgaste del acero 4140 mediante la aplicación de un tratamiento superficial DUPLEX consistente en la nitruración líquida (conocida como Teniffer) seguido del depósito de un recubrimiento duro de nitruro de titanio (TiN). La microestructura cristalina fue evaluada mediante difracción de rayos X, la morfología y la composición química fue determinada por microscopía SEM y espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS), las propiedades tribológicas fueron analizadas mediante mediciones en un tribómetro de tipo esfera sobre disco y la microdureza se determinó por el método Vickers. Las muestras tratadas con el recubrimiento dúplex mostraron una resistencia al desgaste 4 veces mayor que la muestra en estado bonificado, lo cual demuestra la aplicación potencial que tiene el acero 4140 sometido a este tratamiento dúplex.Abstract: The AISI 4140 steel is a low chrome/molybdenum alloyed steel with high tensile strength and good toughness, which is normally used for the manufacture of machine parts such as gears, crank shafts, camshafts, etc. However, its wear resistance is quite limited and this is usually improved by nitriding surface treatment. The purpose of this study was to increase the mechanical properties and wear resistance of 4140 steel by applying a DUPLEX surface treatment consisting of a liquid nitriding (known as Teniffer) followed by the deposition of a titanium nitride (TiN) hard coating. The crystalline microstructure was evaluated by Xray diffraction (XRD), morphology and elemental chemical composition was determined by microscopy SEM and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), tribological properties were tested using a tribometer type ballondisc and micro hardness was determined by the Vickers method. The duplex treated samples showed a wear resistance 4 times greater than the tempered sample, demonstrating the potential application of 4140 steel that has undergone this duplex treatment.Sumário: O aço AISI 4140 é um aço de baixa liga ao cromo/molibdeno de elevada resistência mecânica e boa tenacidad, o qual se utiliza para a fabricação de peças de maquinaria como pinhões, cigüeñales, eixos de cames, etc. No entanto, sua resistência ao desgaste é bastante limitada e costuma ser melhorada mediante o tratamento superficial da nitração. O propósito deste trabalho consistiu em melhorar as propriedades mecânicas e incrementar a resistência ao desgaste do aço 4140 mediante a aplicação de um tratamento superficial DUPLEX consistente na nitração líquida (conhecida como Teniffer) seguido do depósito de um recubrimiento duro de nitruro de titanio (TiN). A microestructura cristalina foi avaliada mediante difracción de raios X, a morfología e a composição química foi determinada por microscopía SEM e espectroscopía de energia dispersiva de raios X (EDS), as propriedades tribológicas foram analisadas mediante medidas num tribómetro de tipo esfera sobre disco e a microdureza determinou-se pelo método Vickers. As mostras tratadas com o recubrimiento dúplex mostraram uma resistência ao desgaste 4 vezes maior que a mostra em estado bonificado, o qual demonstra a aplicação potencial que tem o aço 4140 submetido a este tratamento dúplex