ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MECANICO Y MICROESTRUCTURAL EN TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE ACEROS DE FASE DOBLE PARA CHASIS

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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Ingeniería en materiales

Proyecto de investigación

TITULO DEL PROYECTO:

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MECANICO Y  MICROESTRUCTURAL EN TRATAMIENTOS  TÉRMICOS DE ACEROS DE FASE DOBLE PARA CHASIS.

Presenta

Óscar Ordaz Altamirano

Matricula

1570103

Asesor

Dr. Rodrigo González López

                               Ciudad Universitaria                              Mayo 2014

Índice

Resumen

El gran desarrollo de avances tecnológicos en materia de ingeniería automotriz aunado al rápido crecimiento de los mercados emergentes, ha impulsado a numerosas industrias a desarrollar automóviles que ofrezcan el menor impacto posible al medio ambiente, se sabe que el consumo comúnmente es proporcional al peso del auto, para ello la reducción del peso representa una solución muy viable, tomando en cuenta que el manejo de las aleaciones ferrosas juega un papel muy importante en este tema, pues con los tratamientos térmicos adecuados se pueden obtener las características y propiedades mecánicas deseadas.

Teniendo en cuenta el uso adecuado de estos tratamientos la finalidad de este trabajo radica en proporcionar de la manera más metódica y descriptible el comportamiento microestructural de los aceros para chasis sometidos a tratamientos térmicos de fase doble y estudiar los resultados obtenidos y compararlos con las respuestas mecánicas que estos arrojen. Para su realización se harán pruebas a través de distintas técnicas de análisis como: metalografías, métodos de caracterización y distintas pruebas mecánicas

Introducción

Muchos años de investigación han dado como resultados diferentes procesos para tratar térmicamente aleaciones, unos con mejores propiedades mecánicas que otros, pero con costo de producción muy altos, es por eso que hoy en día se presenta como uno de los mayores desafíos de la ingeniería automotriz. Desde la década de los 70 la industria ha logrado a través de los tratamientos térmicos mejorar y diversificar una amplia gama de aceros, tales como:

Figura 1.1 Desarrollo de diferentes tipos de aceros laminados en frío para la industria automotriz. (1)

En el caso de los aceros microaleados Se obtienen mediante la reducción del tamaño de grano y precipitación del mismo, y en algunos casos, de forma selectiva se añaden otros elementos de aleación como titanio, niobio o cromo que confieren propiedades de dureza.

Como se muestra en la figura 1.1 la tendencia es el desarrollo de aceros con estructuras multifase, constituidos principalmente por una matriz suave de ferrita con una o más fases dispersas, dichas especificaciones hacen al acero mucho más ligero.

A principios de los 90’s, se comenzó con el desarrollo de aceros multifase TRIP, donde la martensita se reemplaza por mezclas de austenita retenida y bainita. (6)

En la actualidad la industria automotriz se ve envuelta en la necesidad de continuar con las tendencias de reducción en peso del chasis, ya que por una parte se obtiene el beneficio de tener un mejor consumo y por otra, al requerir menos material y hacerlo más liviano, los costos de producción se ven favorecidos. Gracias a los últimos avances tecnológicos en cuanto a simulación y diseño, se le ha permitido a la industria automotriz abrirse a muchas más posibilidades de manufacturación, pero persiste la desventaja cuando se dificulta seguir diseñando procesos de tratamientos térmicos para nuevas aleaciones que nos permita obtener el máximo rendimiento en los vehículos en cuanto a consumo, velocidad y seguridad de los tripulantes.

Planteamiento del problema

Actualmente la industria automotriz ha encaminado sus avances tecnológicos  al rendimiento respecto al consumo del vehículo, para ello la reducción en peso es una de las soluciones más viables, teniendo en cuenta que el chasis en un vehículo promedio ocupa entre un 25 a 30% en peso de este. (2)

Hoy en día estas tendencias han llevado al límite el uso de tecnologías en diseño y producción de chasis, lo cual vuelve cada vez más complicado su fabricación, ya que el uso adecuado de temperaturas, la composición elemental de las aleaciones y las rutas de enfriamiento, se deben seleccionar minuciosamente, ya que el más mínimo cambio o alteración de una de estas variables afectara directamente el rendimiento mecánico del chasis.

Tomando en cuenta lo anterior, el estudio del comportamiento mecánico y microestructural en los procesos para tratar térmicamente a los aceros para chasis es imprescindible para lograr un buen rendimiento en las respuestas estructurales y mecánicas del chasis.

Este proyecto de investigación forma parte de un esfuerzo que comenzó 4 meses atrás con el programa de Taller de materiales IV, el desarrollo y realización de pruebas tuvieron lugar en los laboratorios de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica así como en las instalaciones del departamento de manufactura Avanzada del Instituto Tecnológico de estudios Superiores de Monterrey y contribuye en la mejor comprensión del comportamiento mecánico y microestructural que se presentan cuando un acero es sujeto a un tratamiento térmico para chasis.

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