Evaluación del efecto de la temperatura y el tiempo de carbonización de la cáscara del café en el espesor de la capa y comportamiento de la dureza del acero AISI 1020 cementado

Actualmente se han venido desarrollando diferentes investigaciones para la utilización de biomasas como reemplazo del carbón vegetal en las cementaciones sólidas. Una de las fuentes que más se han venido estudiando para estas biomasas son los residuos agrícolas ya que estos, por lo general, no tiene...

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Autores:
Córtes Arías, Andrés Felipe
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5070
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5070
Palabra clave:
Acero Aisi 1020 cementado - Efecto de la temperatura - Tiempo de carbonización
Acero Aisi 1020 cementado - Cascara de Café - Espesor de capa
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description Actualmente se han venido desarrollando diferentes investigaciones para la utilización de biomasas como reemplazo del carbón vegetal en las cementaciones sólidas. Una de las fuentes que más se han venido estudiando para estas biomasas son los residuos agrícolas ya que estos, por lo general, no tienen un destino diferente que al de los desechos orgánicos. En cuanto a esta asistencia de investigación se busca estudiar el comportamiento de la cáscara de café como reemplazo del carbón vegetal en la cementación del acero de bajo contenido de carbono AISI 1020. El objetivo de esta investigación es identificar la temperatura y el tiempo para la obtención de carbón a partir de la cáscara del café y su efecto en la dureza en el acero a cementar, por lo tanto, se utilizarán diferentes tiempos de duración y temperaturas para el proceso de carbonización de la biomasa al interior del horno. Una vez obtenido el carbón correspondiente de la biomasa, se realizó la segmentación solida en el acero AISI 1020. Posteriormente se procedió a medir el espesor de la capa obtenida, junto con sus propiedades mecánicas.
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El objetivo de esta investigación es identificar la temperatura y el tiempo para la obtención de carbón a partir de la cáscara del café y su efecto en la dureza en el acero a cementar, por lo tanto, se utilizarán diferentes tiempos de duración y temperaturas para el proceso de carbonización de la biomasa al interior del horno. Una vez obtenido el carbón correspondiente de la biomasa, se realizó la segmentación solida en el acero AISI 1020. Posteriormente se procedió a medir el espesor de la capa obtenida, junto con sus propiedades mecánicas.Various research projects are currently underway to use biomass as a replacement for charcoal in solid carburizing. One of the most studied sources of this biomass is agricultural waste, as it generally has no different fate than organic waste. This research project aims to study the behavior of coffee husks as a replacement for charcoal in the carburizing of low-carbon AISI 1020 steel. The objective of this research is to identify the temperature and time required to obtain charcoal from coffee husks and their effect on the hardness of the steel to be carburized. Therefore, different durations and temperatures will be used for the biomass carbonization process inside the furnace. Once the corresponding charcoal was obtained from the biomass, solid segmentation was performed on the AISI 1020 steel. The thickness of the resulting layer was then measured, along with its mechanical properties.PregradoIngeniero MecánicoCAPITULO 1. GENERALIDADES.....13 1.1 INTRODUCCIÓN.....13 1.2 ANTECEDENTES.....13 1.1.2. Internacionales.....14 1.2.2. Nacionales.....14 1.3 OBJETIVOS.....17 1.1.3. Objetivo General:.....17 1.2.3. Objetivos Específicos:.....17 CAPITULO 2. MARCO TEÓRICO.....18 2.1 CARBONIZACIÓN.....18 2.2 PIROLISIS.....19 2.3 CEMENTACIÓN.....20 2.4 CEMENTACIÓN SOLIDA.....21 2.1.4. Ventajas de la cementación solida.....22 2.2.4. Desventajas de la cementación solida.....22 2.5 COMPUESTOS DE CEMENTACIÓN SÓLIDA.....22 2.6 VARIABLES EN EL PROCESO DE CEMENTACIÓN SOLIDA.....23 CAPITULO 3. MATERIALES Y EQUIPOS.....23 3.1 MATERIAL CEMENTANTE.....23 3.1.1. Preparación del material cementante.....24 3.2 MATERIAL: ACERO AISI 1020.....25 3.3 EQUIPOS.....26 3.1.3. Horno tipo mufla.....26 3.2.3. Cortadora metalográfica.....26 3.3.3. Pulidora metalográfica.....27 3.4.3. Durómetro.....28 3.5.3. Microscopio Óptico.....28 3.6.3. Cortadora de banda continua.....29 3.7.3. Torno paralelo.....30 3.8.3. Cajas de cementación.....30 CAPITULO 4. PROCEDIMIENTO.....31 4.1 PREPARACIÓN DE LA BIOMASA.....31 4.1.1. Carbonización de la Biomasa.....32 4.2.1. Preparación de discos.....33 4.3.1. Proceso de molienda de la biomasa.....34 4.2 CEMENTACIÓN DE LOS DISCOS.....35 4.3 PREPARACIÓN DE PROBETAS.....35 CAPITULO 5. RESULTADOS.....37 5.1 TOMA DE DUREZAS.....37 5.2 LONGITUD DE CAPA CEMENTADA.....38 5.3 CEMENTACIÓN CON ACTIVADOR.....39 5.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS.....41 5.1.4. Cementación sin activador.....41 5.2.4. Cementación con activador.....42 CAPITULO 6. CONCLUSIONES.....43 CAPITULO 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....4480 páginasapplication/pdfCortés Arias, A.F. ( 2022). Evaluación del efecto de la temperatura y el tiempo de carbonización de la cáscara del café en el espesor de la capa y comportamiento de la dureza del acero AISI 1020 cementado. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5070https://hdl.handle.net/20.500.12313/5070spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Mecánica7Graus. (25 de Septiembre de 2021). Significados. Obtenido de Significados: https://www.significados.com/carbonizacion/#:~:text=La%20carbonizaci%Alvarez, J. S. (2005). CEMENTACION SOLIDA DE ACEROS. Nuevo Leon: Ciudad Universitaria. 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