Influencia en las propiedades mecánicas del acero AISI-SAE 1045 tratado térmicamente con temple a temperatura intercrítica y revenido

TITULO

“Influencia en las propiedades mecánicas del acero AISI-SAE 1045 tratado térmicamente con temple a temperatura intercrítica y revenido “

1.- Planteamiento del problema

Se investigará por medio de diferentes pruebas mecánicas aplicadas a diferentes probetas de AISI-SAE 1045, los cambios de tendencia en los resultados, y que efecto tienen los tratamientos térmicos a dichas propiedades.

2.- Antecedentes del problema

Los aceros de doble fase (DP) son desarrollados por la necesidad de tener aceros más ligeros en la industria automotriz, se caracterizan en general por la combinación de alta resistencia con buena ductilidad, además de generar un ahorro de energía en la producción automóviles, lo que los vuelve más amigables con el medio ambiente que otro tipo de aceros, pero este tipo de aceros se pueden extender potencialmente a la industria minera [1, 2, 3].

1-. Ersoy E., Oğuz G.B. (2013). A Study of Microstructure and Phase Transformations of Medium Carbon Dual Phase Steels. Metal 2013, 5, 15-17.

2. Džupon M., Parilák L’., Kollárová M., Sinaiová I. (2007). Dual Phase Ferrite-Martensitic Steel Micro-Alloyed With V-Nb. METABK, 46 (1), 15- 20.

3. Hayashi K., Miyata K., Katsuki F., Ishimoto T., Nakano T. (2013). Individual Mechanical Properties of Ferrite and Martensite in Fe–0.16 mass% C–1.0 mass% Si–1.5 mass% Mn Steel. Journal of Alloys and Compounds, 577, S1, S593–S596

La temperatura de revenido que se encuentra por debajo de A1 afecta la microestructura y las propiedades mecánicas de los aceros de doble fase [5, 6, 7]

5-. Anazadeh A., Kheirandish S. (2012). Affect of the Tempering Temperature on the Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase Steels. Materials Science and Engineering A, 532, 21-25.

6. Kamp A., Celotto S., Hanlon D.N. (2012). Effects of Tempering on the Mechanical Properties of High Strength Dual-Phase Steels. Materials Science and Engineering A, 538, 35-41, 2012.

7. Renzetti R.A., Sandim H.R., Sandim M.J., Santos A.D., Möslang A., Raabe D. (2011). Annealing Effects on Microstructure and Coercive Field of Ferritic–Martensitic ODS Eurofer Steel. Materials Science and Engineering A, 528, 1442-1447.

3.- Objetivos de la investigación

General:

• Determinar el efecto de los tratamientos térmicos de temple y revenido sobre las propiedades del acero AISI-SAE 1045

Específicos:

• Determinar la composición química del acero
• Realizar análisis metalográfico para determinar las microestructuras
• Determinar la dureza del acero tratado térmicamente
• Determinar la resistencia a la tensión de las probetas de acero
• Determinar la resistencia al impacto (Charpy) del acero tratado térmicamente

4.- Hipótesis

Y=f(x)

X= temperatura del tratamiento (°C)

Y= resistencia a la tensión (MPa) o dureza (HB)

Un acero AISI-SAE 1045 tratado térmicamente con temple a temperatura intercrítica y revenido (variable x), tendrá distintas propiedades mecánicas dependiendo del tratamiento térmico (variable y)

5.- Justificación

Impactos:

• Tecnológico: Los aceros de doble fase (DP) son desarrollados por la necesidad de tener aceros más ligeros en la industria automotriz.
• Económico: Al requerir menor energía para su creación, los aceros de doble fase reducen el costo de producción en gran medida.
• Ambiental: Los aceros de doble fase generar un ahorro de energía en la producción automóviles, lo que los vuelve más amigables con el medio ambiente que otro tipo de aceros.

6.- Marco teórico

Aceros doble fase: Aceros de alta resistencia utilizados principalmente en la producción de carrocería para vehículos.

Martensita: Fase metaestable de los aceros, producto de la transformación de fases sin difusión desde la austenita a una velocidad de enfriamiento rápida.

Martensita Revenida: Partículas extremadamente pequeñas de cementita embebidas en una matriz ferrítica continuamente dispersas.  

Revenido: Consiste en calentar la pieza a una temperatura muy inferior que la del proceso anterior para minimizar la fragilidad que presentan los materiales y reducir las tensiones internas.

Temple: Consiste en calentar el acero a la temperatura adecuada para transformar todo el acero en auténtidad para después enfriarlo con rapidez.

7-. Metodología

                                               [pic 1]

• Procedimiento

1. Se obtendrá la temperatura de A1 de 732°C y A3 de 791°C.
2. Con base en esto el tratamiento se llevará a cabo seleccionando una temperatura de 760°C comprendida entre A1 y A3 durante 30 minutos de sostenimiento, para después realizar un temple en agua.
3. Se realizarán tratamientos térmicos de revenido, estos tratamientos se llevarán a cabo seleccionando la temperatura de 400°C.
4. Se obtendrá la temperatura de Ms de 331ºC, por medio del diseño experimental de curvas de operación característica para el análisis de varianza del modelo con efectos fijos
5. Se desarrollarán las pruebas de tensión.
6. Las muestras serán pulidas y llevadas a brillo espejo por medio de la suspensión de diamante monocristalina de 1 µm Metkon referencia 39-410-M para luego ser atacada cada una con Nital al 3%.
7. A estas muestras se les llevarán a cabo pruebas de dureza y de impacto Charpy.

• Instrumentación

• Durómetro GNEHM 160 RODI (Dureza).
• Microscopio óptico metalográfico invertido ZEISS Axio Observer.Z1m (Metalografía óptica convencional).
• Máquina universal de ensayos SHIMADZU UH-50ª (Tensión)
• Máquina SATEC SYSTEMS, INC. Model No. SI-1ª (Impacto Charpy)

8-. Cronograma

Análisis metalográfico _______________________________2 semanas

Experimentación ___________________________________4 semanas

• Dureza______________________________________1 semana
• Metalografía óptica convencional _________________1 semana
• Tensión _____________________________________1 semana
• Impacto Charpy ______________________________1 semana

Análisis de resultados y formulación de conclusiones ______1 semana

Elaboración del reporte______________________________3 semanas

Tiempo total estimado_____________________________10 semanas

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