Determinación de parámetros óptimos del proceso de temple del acero SAE 6150 como alternativa para la manufactura de resortes

El estudio que se llevó a cabo en el presente proyecto de investigación, enmarca la determinación de los parámetros óptimos de temple y revenido para el acero SAE 6150 como opción para la manufactura de resortes. Adicionalmente se compararon las propiedades mecánicas con el acero SAE 5160 utilizado actualmente en el proceso de fabricación. La investigación se realizó con el Grupo Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Autónoma de Occidente, al encontrar durante los análisis metalograficos del acero SAE 5160, para calibres o diámetros mayores a 20 mm un estado perlítico en el núcleo. La presencia de ésta fase, perjudica la calidad de los resortes y con el objeto de obviar este problema los aceros se estudiaron en estado de suministro y después de realizar el tratamiento térmico de temple y revenido determinándose que el acero SAE 6150 presenta propiedades mecánicas similares, pero con mayor templabilidad. La facultad del acero propuesto está en el elemento vanadio, que con un mínimo de 0.15% en su composición química, permite el tratamiento térmico de bonificado hasta el núcleo para espesores mayores a 20 y menores 40 mm. Para ambos aceros se llevaron a cabo los ensayos de Jominy, tracción y Charpy. Para el acero SAE 6150 temple y revenido en distintas condiciones, determinando así los parámetros óptimos de tratamiento térmico. El acero SAE 5160 se trato térmicamente en las condiciones establecidas en el proceso actualmente. Las probetas establecidas en las pruebas, se analizaron metalográficamente. El ensayo Jominy, evidencia mayor profundidad en el temple para el acero SAE 6150 a través de la característica dureza, logrando los valores deseados hasta espesores o diámetros de 40 mm, mientras que para el acero SAE 5160 se logra el temple hasta espesores o diámetros de 22 mm. El ensayo de tracción y ensayo Charpy demuestran similitud para ambos aceros en el modulo de elasticidad, los esfuerzos de fluencia, esfuerzo ultimo y resiliencia. En la determinación de los parámetros óptimos de temple y revenido del acero SAE 6150 se concluye que es necesario incrementar en 20°C la temperatura de temple del acero SAE 6150 respecto a la del acero SAE 5160. Las demás variables tienen equivalencia para ambos materiales. Para verificar los resultados de templabilidad de la curva Jominy, se trataron probetas con espesores mayores a 20 mm en acero SAE 5160 y SAE 6150 encontrando que la fase predominante en ambos aceros es martensita revenida. Sin embargo el acero SAE 5160 presentó en el núcleo la fase perlita, bainita y austenita retenida y una dureza no homogénea al registrar en el núcleo valores de 41 Rockwell C, estando por debajo de las especificaciones de 42- 49 Rockwell C; mientras tanto el acero SAE 6150 presentó una estructura y dureza homogénea de 44 Rockwell C a través de toda la sección transversal, confirmando la hipótesis de ser un acero con mejores propiedades para los espesores mayores a 20 mm después del temple y revenidoTrabajo de grado (Ingeniero Mecánico)-- Universidad Autónoma de Occidente. Facultad de Ingeniería, 2006PregradoIngeniero(a) Mecánico(a