proceso de manufactura

Dureza efectiva de una capa cementada en una atmósfera endotérmica a partir de metano, en aceros de bajo carbono.
Effective hardness of a cemented layer in an endothermic atmosphere from methane in low carbon steels.

Andrés Ortiz Cárdenas1, Carlos Alberto López2
Corporación Eco-eficiente, Colombia
aortiz@forjasbolivar.com
clopez@corpoeco.org


Resumen— En el presente trabajo sepresenta un procedimiento para evaluar la dureza efectiva en la capa cementada, en dos tipos de aceros AISI/SAE 8620 y 1020 en los que se requiere asegurar una dureza de 57 a 62 HRC hasta una profundidad superior a 0.7 mm. El procedimiento propuesto fue corroborado y complementado con análisis metalográfico.

Palabras clave— Endotérmica, atmósfera controlada, cementación, martensita, durezaRocwell.

Abstract— In the present study is1 evaluated the effective hardness of a cemented layer treated in endothermic controlled atmosphere of methane, in two types of steel AISI / SAE 8620 and 1020 ensuring a hardness of 57 to 62 HRC at the surface and remains constant above 0.7 mm, is this the maximum adjustment between two moving parts such as bushings, pins and rollers, which in a drive chainsare those that are subject to greatest abrasion wear.

Key Word — Endothermic, controlled atmosphere, carburizing, martensite, Hardness Rockwell


I. INTRODUCCIÓN

Los aceros que se someten a procesos termoquímicos como la cementación, por lo general tienen un contenido máximo de 0.25%, en peso de carbono, en este trabajo se han evaluado dos de esos aceros con igual porcentaje de carbono(0.18-0.23% en peso de carbono) y diferente contenido de elementos de aleación; los aceros seleccionados fueron: el acero AISI/SAE 8620, un acero para cementación aleado con Cromo-Níquel-Molibdeno para cementación de aceptable templabilidad, que en el estado cementado y templado ofrece buena dureza superficial y tenacidad en el núcleo; y el aceros AISI/SAE 1020, un acero simple al carbono que seutiliza para la fabricación de piezas estructurales o de maquinaria de mediana resistencia y buena tenacidad, puede utilizarse cementado templado y revenido o simplemente calibrado[1-2].

La profundidad de capa cementada en estos aceros es toda aquella sección que, desde la superficie hacia el centro, tiene un mayor porcentaje de carbono comparado con su composición química original; sinembargo, no toda la capa enriquecida en carbono, al ser templada, adquiere la dureza esperada, que para el caso de muchas industrias es de 88.9 a 91.4 Rockwell superficial 15N (57 a 63 HRC), esta condición se puede alcanzar si se consiguen una de las siguientes situaciones: con transformación con 80% de martensita en una capa cementada con un contenido de carbono de 0.7% en peso, o transformaciónde martensita del 95% para una capa cementada2 con contenido de Carbono de 0.5% en peso[3].

Se puede considerar que en la mayoría de las piezas cementadas el espesor de la capa dura varía de la cuarta parte a la mitad (0.25 a 0.5) de la profundidad de la capa cementada; a veces en lugar de hacer referencia a la profundidad de capa cementada se señala según preferencias la capa con carbonosuperior a 0.3 o 0.5 % de carbono, esto se hace por que en ocasiones ese espesor es casi aproximadamente al de la capa dura.

Los espesores de la capa cementa que normalmente se emplean en las piezas de máquinas y de motores se pueden clasificar en tres grupos:

1) Capas delgadas con menos de 0.5 mm de espesor de cementación. Estas profundidades de cementación se utilizan para pequeñas piezas deacero al carbono, endurecidas generalmente con sales de cianuro y templadas directamente desde la temperatura de cementación. Estas deben usarse siempre sin rectificado posterior.
2) Capas medianas de 0.5 a 1.5mm. Estos espesores son los más corrientes para la mayoría de las piezas que se utilizan en la fabricación de máquinas y motores. Se pueden emplear cementantes sólidos, líquidos o...