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dc.contributor.advisorDR. CRUZ RAMÍREZ, ALEJANDRO-
dc.contributor.authorING. IND. ARREOLA HERRERA, RODOLFO-
dc.date.accessioned2013-02-26T21:43:04Z-
dc.date.available2013-02-26T21:43:04Z-
dc.date.issued2011-06-17-
dc.identifier.urihttp://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/13893-
dc.descriptionActualmente la industria automotriz y militar requiere de barras y tubos de aceros de baja aleación obtenidos mediante procesos de deformación en frio por la técnica de forja radial. Estos aceros deben resistir grandes esfuerzos debidos a calentamientos cíclicos generados por los impactos, sobre todo en el sentido perpendicular a la dirección de rolado. El proceso de forja radial requiere de un material de estructura homogénea para que mediante la aplicación de un cierto porcentaje de trabajo en frio, se obtengan las características finales deseadas del acero tales como microestructura, resistencia a la tensión, impacto y ductilidad. Sin embargo, es normal que los aceros presenten el fenómeno de bandeado (bandas longitudinales alternadas de perlita y ferrita), debido a que durante la solidificación se generan segregaciones, las cuales se alargan en el sentido longitudinal mediante los procesos de rolado, obteniendo aceros con un comportamiento anisotrópico. En el presente trabajo se estudió el efecto de tres porcentajes de deformación en frio (17.45, 33.30 y 47.46 %) mediante el proceso de forja radial de tres aceros comerciales de baja aleación (DIN 32CrMoV12-10, AISI 4340 y AISI 8620) sobre sus propiedades mecánicas de dureza, resistencia a la tensión e impacto. Se llevaron a cabo tratamientos térmicos de homogeneizado para eliminar el bandeado, así como de temple y revenido, con el objeto de encontrar las mejores propiedades mecánicas para la fabricación de tubos de alta resistencia. Los resultados indican que los aceros DIN 32CrMoV12-10 y AISI 8620, presentaron problemas de bandeado, el cual se eliminó con un tratamiento térmico a una temperatura de 1300 °C, con una permanencia de tres horas y enfriamiento al interior del horno; sin embargo, el tamaño de grano creció, por lo que se realizó un tratamiento de refinamiento de grano previo a los tratamientos térmicos de temple y revenido. De acuerdo a la norma DIN 50602, el acero DIN 32CrMoV12-10 presentó el nivel de inclusiones más bajas. Se determinó que la deformación en frio afecta toda la masa del material. La caracterización inicial de los aceros indica que la resistencia máxima a la tensión es similar para los aceros DIN 32CrMoV12-10 y AISI 4340; sin embargo, la resistencia al impacto es dos veces mayor en el acero DIN. Al incrementar el trabajo en vi frio, el UTS se incrementó y la ductilidad disminuyó para los tres aceros. La resistencia al impacto se incrementó en un 18% para el acero DIN 32CrMoV12-10 al aumentar el porcentaje de deformación. Con el tratamiento térmico de temple y revenido a 600 °C realizado al acero AISI 4340 se obtuvo la mejor relación entre resistencia al impacto y límite elástico, mejorándose las propiedades mecánicas de resistencia a la tensión, limite elástico y resistencia al impacto, así como la ductilidad, con respecto a las propiedades mecánicas con las que se adquirió. Mediante el ensayo de impacto empleando probetas de acero AISI 8620 con tratamiento térmico de homogeneización, con y sin refinamiento de grano, fue posible corroborar el efecto significativo del tamaño de grano en la prueba de impacto. La mejor relación entre las propiedades de resistencia al impacto, límite elástico y ductilidad del acero AISI 8620 fue obtenida con el tratamiento térmico de temple y revenido a 450°C. Así mismo se identificó una mejora significativa en las propiedades mecánicas con el tratamiento térmico de revenido de 450 °C, con respecto a las obtenidas con el revenido realizado a 400 °C. El acero 32CrMoV12-10 fue el que obtuvo la mayor resistencia al impacto, lo cual se atribuye al V y Mo que mejoran esta propiedad en los aceros.es
dc.description.abstractAutomotive and military industries requires rods and tubes of low alloys steel obtained by cold deformation processes by the radial forging technique.These steels must withstand high stresses due to a cyclic heating generated by the impacts, especially in the direction perpendicular to the rolling direction. The radial forging process requires a material of homogeneous structure so that by applying a certain percentage of cold work, they obtain the desired final steel properties such as microstructure, tensile strength, impact strength and ductility. However, it is normal that steels present the phenomenon of banding (alternating longitudinal bands of pearlite and ferrite), because during the solidification, segregation is generated, which is elongated in the longitudinal direction by rolling processes, obtaining steels with anisotropic behavior. In this work we study the effect of three cold deformation rates (17.45, 33.30 and 47.46%) through the radial forging process of three commercial low alloy steels (DIN 32CrMoV12- 10, AISI 4340 and AISI 8620) on their mechanical properties of hardness, tensile strength and impact. A heat treatment was carried out to eliminate the banding. Quenching and tempering were also carried out in order to find the combination of cold deformation microstructure and to obtain the best mechanical properties for the manufacture of highstrength tubes. The results indicate that steels DIN 32CrMoV12-10 and AISI 8620, had problems with banding, which was eliminated with heat treatment at a temperature of 1300 °C for three hours and cooling inside the furnace. However, the grain size grew, so a grain refining heat treatment prior to quenching and tempering was required. According to the norm DIN 50602, DIN steel 32CrMoV12-10 showed the lowest level of inclusions. It was determined that the cold deformation affects the entire mass of material. The initial characterization of steels indicates that the maximum resistance to stress is similar for steels DIN 32CrMoV12-10 and AISI 4340, but the impact strength is two times higher in the steel DIN. Increasing the cold work, the UTS increased and the ductility decreased for the three steels. The impact resistance was increased by 18% steel DIN 32CrMoV12-10 by increasing the deformation. viii The heat treatment and tempering at 600 ° C gave the best relationship between impact strength and yield strength for the steel AISI 4340, improving the mechanical properties of tensile strength, yield strength and impact resistance as well as ductility, with respect to the mechanical properties with which it was purchased. The effect of grain size on the impact test was studied by using the impact test of AISI 8620 steel with heat treatment homogeneity, with and without grain refinement. The best relationship between the properties of impact strength, yield strength and ductility of AISI 8620 steel was obtained with the heat treating and tempering at 450 ° C. Likewise, we identified a significant improvement in mechanical properties with tempering heat treatment at 450 ° C compared to those obtained with the tempering performed at 400 ° C. Steel 32CrMoV12-10 had the highest impact resistance due to the presence of V and Mo that improve.es
dc.language.isoeses
dc.subjectACEROSes
dc.subjectDIN 32CrMoV12 10es
dc.subjectAISI 4340es
dc.subjectAISI 8620es
dc.titleEFECTO DE LA DEFORMACIÓN EN FRIO SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS ACEROS: DIN 32CrMoV12 10, AISI 4340 Y AISI 8620.es
dc.typeThesises
dc.description.especialidadMAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA METALÚRGICAes
dc.description.tipoPDFes
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