Facultad de Ciencias e Ingeniería

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    Estudio de las modificaciones microestructurales y de la dureza en el acero AISI/SAE 1045 empleando el ensayo Jominy en el rango de temperaturas intercríticas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-22) Cupe Missa, Victor Manuel; Fosca Pastor, Carlos Abraham
    El presente trabajo de tesis consistió en la caracterización de los cambios microestructurales y dureza al someter el acero AISI/SAE 1045 a temperaturas en el rango intercrítico (740°C, 760°C) y en el rango de austenización completa (890°C) enfriado a diferentes velocidades hasta temperatura ambiente empleando los lineamientos del ensayo Jominy (ASTM A255). Para lograr este objetivo, inicialmente se revisó literatura acerca de los aceros, principalmente los cambios microestructurales en la zona intercrítica y mecanismos de transferencia de calor durante el enfriamiento del ensayo Jominy. Posteriormente, se estableció las propiedades térmicas del material, las condiciones iniciales y condiciones de contorno, para simular el comportamiento térmico de una probeta Jominy durante el enfriamiento mediante el método por elementos finitos y, de esta manera, correlacionar los valores de velocidades de enfriamiento, dureza y cambios microestructurales a lo largo de la generatriz de la probeta Jominy. Seguidamente, se estableció el procedimiento experimental del ensayo Jominy, análisis químico, metalografía y ensayo de dureza. Como resultado de este estudio, se ha concluido que la exposición a diferentes velocidades de enfriamiento produce en la microestructura, una combinación fases y microconstituyentes diferentes, donde puede resultar en un mismo valor de dureza. Por esta razón, se ha desarrollado un patrón de microestructura-dureza el cual permite caracterizar mediante microscopia óptica, las principales fases y microconstituyentes obtenidos a partir de la exposición a diferentes velocidades de enfriamiento para las temperaturas de calentamiento de 740°C, 760°C y 890°C. Las durezas que se han tomado en cuenta para la elaboración de este patrón son: 58 HRC, 55 HRC, 50 HRC, 45 HRC, 40 HRC, 35 HRC, 30 HRC, 25 HRC, 20 HRC, 95 HRB y 90 HRB con una precisión de ± 1.5 HRC o ± 1.5 HRB según la escala de dureza correspondiente.
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    Desarrollo de técnica de análisis para la determinación del tamaño de grano austenítico previo en aceros bonificados utilizados en bolas de molino
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-05) Anchante Sotelo, Dennis Steven; Nuñez Monrroy, Rolando Mario
    En el presente trabajo de tesis se busca desarrollar una técnica y un protocolo de análisis para determinar el tamaño de grano austenítico previo en bolas de acero con tratamiento térmico de temple y revenido utilizadas en molienda de minerales. Se tiene como finalidad probar diversas metodologías para que a través del ensayo metalográfico se pueda revelar el tamaño de grano austenítico previo y realizar la cuantificación del tamaño de grano. Debido a la dificultad para revelar los granos de austenita en aceros con tratamiento térmico de temple y revenido con una metodología clásica de ataque metalográfico, se optó por evaluar distintos métodos que posibiliten la observación de los límites de grano de austenita previa a temperatura ambiente. Para ello, se contaron con varias muestras de distintas bolas de acero, las cuales fueron caracterizadas según su composición química, dureza volumétrica y microestructura para posteriormente utilizar los métodos que revelasen los límites de grano de austenita previa en ellas. Se probaron cinco primeros métodos, los cuales están basados en investigaciones realizadas por diversos autores y considerados en la norma ASTM E112-13, en dichos métodos se combinan reactivos como el “picral” y variaciones de este, en conjunto con procedimientos que involucran someter a las muestras a calentamiento en horno a elevadas temperaturas antes del ataque con reactivos. No se obtuvieron resultados exitosos luego de evaluar los cinco primeros métodos extraídos de la bibliografía, se desarrolló un método basado en el uso de la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y modificación de las condiciones de calentamiento en horno, con el cual se logró revelar notablemente los límites de grano en todas las muestras en las que fue aplicado. La calorimetría diferencial de barrido se usó para determinar las temperaturas críticas superior e inferior de los aceros y así determinar con precisión la temperatura para el tratamiento previo antes del ataque metalográfico sin inducir crecimiento de grano. Una vez obtenidas las micrografías de los granos de austenita previa de las muestras de bolas de acero, se procedió a determinar el tamaño de grano haciendo uso de los métodos comparativo y planimétrico detallados en la norma ASTM E112-13, con los que a través de patrones comparativos y software de cuantificación por el método planimétrico se logró determinar el tamaño de grano.