Efecto de la agitación y la posición de inmersión en las curvas de enfriamiento para un acero SAE 4340

Quenching is one of the most widely used heat treatments in the Metal-Mechanical and Metallurgical industry to improve the mechanical properties of steels using high cooling rates that allow the transformation of austenite to martensite. However, quenching involves various physical-thermal-mechanical coupled phenomena which are difficult to control and predict, exposing the quality of tempered parts when there is no optimal process design. The objective of this investigation is to evaluate the effect of the immersion position of the pieces and the agitation of the liquid medium, on the heat extraction represented by the cooling curves, this will allow determining with higher accuracy the heat transfer coefficient (HTC) in SAE 4340 type “C” shaped steel pieces. A controlled cooling system (liquid agitation and immersion position) was designed and built. The results obtained allowed us to analyze the thermal history of the cooling of the samples by means of cooling curves and the heat transfer coefficient was calculated through finite elements.  El temple es uno de los tratamientos térmicos más utilizados en la industria Metal-Mecánica y Metalúrgica para mejorar las propiedades mecánicas en los aceros empleando altas velocidad de enfriamiento que permiten la transformación de austenita a martensita. Sin embargo, el temple involucra diversos fenómenos acoplados físicos-térmicos-mecánicos los cuales son difícil de controlar y predecir, exponiendo la calidad de las piezas templadas cuando no se cuenta con un óptimo diseño del proceso. La presente investigación tiene como objetivo evaluar el efecto de la posición de inmersión de las piezas y de agitación del medio líquido, sobre la extracción de calor representado por las curvas de enfriamiento, lo anterior permitirá determinar con mayor exactitud el coeficiente de transferencia de calor (CTC) en piezas de un acero en forma de “C” de tipo SAE 4340. Se diseñó y construyó un sistema de enfriamiento controlando (agitación del líquido y la posición de inmersión). Los resultados obtenidos permitieron analizar la historia térmica del enfriamiento de las muestras mediante curvas de enfriamiento y se calculó el coeficiente de transferencia de calor a través de elementos finitos