Evaluación del comportamiento al desgaste por deslizamiento del acero AISI 1020 cementado con carbones de cáscara y tusa de maíz.

En el desarrollo del trabajo se llevó a cabo la cementación del acero AISI 1020 en discos de 77 mm de diámetro y 6 mm de espesor, a una temperatura de 980°C en un tiempo de 10 horas, utilizando como elementos cementantes carbón obtenido de la cáscara y tusa de maíz; el cual es conseguido de un proce...

Full description

Autores:
Alonso Rebolledo, Nicolas Javier
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4932
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4932
Palabra clave:
Desgaste del acero - Cementado
Desgaste del acero - Carbones de cascara - Tusa de maíz
Acero Aise 1020 - Comportamiento al desgaste
Carbonización
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Dureza
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description En el desarrollo del trabajo se llevó a cabo la cementación del acero AISI 1020 en discos de 77 mm de diámetro y 6 mm de espesor, a una temperatura de 980°C en un tiempo de 10 horas, utilizando como elementos cementantes carbón obtenido de la cáscara y tusa de maíz; el cual es conseguido de un proceso de carbonización con diferentes lapsos de tiempos: 2 horas, 3 horas y 4 horas; además de diferentes temperaturas, así: 400°C, 500°C y 600°C. Según los resultados obtenidos las condiciones que generaron mejores resultados para el carbón de cascara de maíz en cuanto al balance de longitud de capa y dureza, fueron 600°C y 3 horas de carbonización, Y para el carbón de tusa de maíz las mejores condiciones se obtuvieron con 500°C y 2 horas de carbonización. Se realizaron post-tratamientos de temple en agua y temple en aceite 10W30, con el fin de observar su microestructura y su influencia en la resistencia al desgaste. De esta manera se obtuvo en los discos cementados con carbón de cáscara de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 1039 HV y una pérdida de masa de 0,1751 g; en los discos cementados con carbón de cáscara de maíz y posteriormente templados en aceite 10W30 un promedio de dureza superficial de 782,29 HV y una pérdida de masa de 0,0682 g. En los discos cementados con carbón de tusa de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 987 HV y una pérdida de masa de 0,4303 g y en los discos cementados con carbón de tusa de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 812,57 HV y una pérdida de masa de 0,0623 g.
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spelling Pérez Ruíz, Eduardo Alberto7e9d5c35-9e85-4d6d-94b8-3bd9ffef2ef6-1Alonso Rebolledo, Nicolas Javier9321e843-1831-4346-bb7b-545310484a13-12025-04-01T16:40:20Z2025-04-01T16:40:20Z2021En el desarrollo del trabajo se llevó a cabo la cementación del acero AISI 1020 en discos de 77 mm de diámetro y 6 mm de espesor, a una temperatura de 980°C en un tiempo de 10 horas, utilizando como elementos cementantes carbón obtenido de la cáscara y tusa de maíz; el cual es conseguido de un proceso de carbonización con diferentes lapsos de tiempos: 2 horas, 3 horas y 4 horas; además de diferentes temperaturas, así: 400°C, 500°C y 600°C. Según los resultados obtenidos las condiciones que generaron mejores resultados para el carbón de cascara de maíz en cuanto al balance de longitud de capa y dureza, fueron 600°C y 3 horas de carbonización, Y para el carbón de tusa de maíz las mejores condiciones se obtuvieron con 500°C y 2 horas de carbonización. Se realizaron post-tratamientos de temple en agua y temple en aceite 10W30, con el fin de observar su microestructura y su influencia en la resistencia al desgaste. De esta manera se obtuvo en los discos cementados con carbón de cáscara de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 1039 HV y una pérdida de masa de 0,1751 g; en los discos cementados con carbón de cáscara de maíz y posteriormente templados en aceite 10W30 un promedio de dureza superficial de 782,29 HV y una pérdida de masa de 0,0682 g. En los discos cementados con carbón de tusa de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 987 HV y una pérdida de masa de 0,4303 g y en los discos cementados con carbón de tusa de maíz y posteriormente templados en agua un promedio de dureza superficial de 812,57 HV y una pérdida de masa de 0,0623 g.In the development of the work, the cementation of AISI 1020 steel was carried out in discs of 77 mm diameter and 6 mm thickness, at a temperature of 980°C in a time of 10 hours, using as cementing elements charcoal obtained from corn husk and corn cob; which is obtained from a carbonization process with different combinations of times: 2 hours, 3 hours and 4 hours; in addition to different temperatures, as follows: 400°C, 500°C and 600°C. The conditions that generated the best results for corn husk charcoal in terms of layer length and hardness balance were 600°C and 3 hours of carbonization, and for corn cob charcoal the best conditions were obtained with 500°C and 2 hours of carbonization. Post-treatments of quenching in water and quenching in 10W30 oil were carried out in order to observe their microstructure and their influence on wear resistance. In this way, an average surface hardness of 1039 HV and a mass loss of 0.1751 g was obtained in the discs cemented with corn husk carbon and subsequently water hardened; in the discs cemented with corn husk carbon and subsequently hardened in 10W30 oil, an average surface hardness of 782.29 HV and a mass loss of 0.0682 g was obtained. In discs cemented with corn stover charcoal and subsequently water tempered an average surface hardness of 987 HV and a mass loss of 0.4303 g and in discs cemented with corn stover charcoal and subsequently water tempered an average surface hardness of 812.57 HV and a mass loss of 0.0623 g.PregradoIngeniero MecánicoINTRODUCCIÓN.....1 1. CAPÍTULO 1: Objetivos.....3 1.1 OBJETIVO GENERAL.....3 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.....3 2. CAPÍTULO 2: Marco teórico y revisión de literatura.....4 2.1 CEMENTACIÓN.....4 2.2 CEMENTACIÓN SOLIDA.....4 2.3 EJECUCIÓN Y APLICACIONES DE LA CEMENTACIÓN SÓLIDA.....4 2.4 TEMPERATURA DE CEMENTACIÓN.....5 2.5 REACCIONES QUÍMICAS.....5 2.6 DESGASTE.....6 2.6.1 Desgaste por abrasión.....6 2.6.2 Desgaste por erosión.....6 2.6.3 Desgaste por adhesión.....6 2.6.4 Desgaste por cavitación.....6 2.6.5 Desgaste por deslizamiento.....7 2.7 BIOMASAS.....7 2.8 REVISIÓN DE LITERATURA SOBRE CEMENTACIÓN CON BIOMASAS Y ENSAYOS DE DESGASTE.....7 3. CAPÍTULO 3: Materiales y equipos.....13 3.1 MATERIAL: Discos de acero AISI 1020.....13 3.2 MATERIAL: Carbón de biomasas.....13 3.3 EQUIPOS.....14 3.3.1 Caja de cementación.....14 3.3.2 Horno tipo mufla.....14 3.3.3 Durómetro y micro durómetro.....14 3.3.4 Banco de ensayo Pin on disk.....15 3.3.5 Lijadora orbital.....15 3.3.6 Microscopio óptico.....16 3.3.7 Software Stream Basic.....16 3.3.8 Máquina pulidora metalográfica.....17 4. CAPÍTULO 4: Procedimientos y resultados.....18 4.1 VARIABLES PARA LA REALIZACIÓN DE LA CARBONIZACIÓN.....18 4.2 PREPARACIÓN DE BIOMASA.....18 4.3 CORTE Y MAQUINADO DE LOS DISCOS.....20 4.4 PREPARACIÓN Y SELLADO DE LAS CAJAS DE CEMENTACIÓN.....21 4.5 POST-TRATAMIENTOS TÉRMICOS A LA CEMENTACIÓN.....24 4.6 PROCESO METALOGRÁFICO.....25 4.7 MACRO DUREZA.....26 4.8 MICRO DUREZAS DESPUÉS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS.....27 4.9 MEDICIÓN DE CAPA.....28 4.9.1 ENSAYO DE DESGASTE.....36 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS.....39 6. CONCLUSIONES.....43 7. BIBLIOGRAFÍA.....44 8. ANEXOS.....4761 Paginasapplication/pdfAlonso Rebolledo, N.J. (2022) Evaluación del comportamiento al desgaste por deslizamiento del acero AISI 1020 cementado con carbones de cáscara y tusa de maíz. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4932https://hdl.handle.net/20.500.12313/4932spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Mecánicaandalucia, F. d. (2011). tratamientos termoquimicos. revista digital para profesionales de la enseñanza.Latorre, V. (s.f.). Metalografía y tratamientos térmicos.Trinstancho, J. L., Higuera, O. F., & Flórez, L. C. (2007). EVALUACIÓN DELSaha, G., Valtonen, K., Saastamoinen, A., & Peura, P. (2020). Impact-abrasive and abrasive wear behavior of low carbon steels with a range of hardness-toughness properties.Rosario, UTN. (s.f.). UTN. Obtenido de Metalografía y Tratamientos Térmicos: https://www.frro.utn.edu.ar/catedras/catedra.php?m=77Pirso, J., Letunovitš, S., & Viljus, M. (2003). 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Estudio de la influencia del tratamiento térmico preliminar del acero SAE 1020, en la calidad de la capa obtenida durante la cementación solida utilizando cuncho de café (biomasa) como material cementante. Ibague.Cetina Peña, J. S. (2019). Evaluación de la resistencia al desgaste adhesivo del acero AISI 1020 cementado con carbón obtenido a partir de la biomasa de café. Ibague.chaparro garnica, j., salinas torres , d., & morallon , e. (2020). Residuos de biomasa como plataforma para obtener materiales carbonosos porosos mediante carbonización hidrotermal en presencia de H3PO4. Alicante.GUREVICH, L., & BONELLI, P. (2014). PIRÓLISIS CATALÍTICA DE CÁSCARAS DE MANÍ EMPLEANDO CATALIZADORES OBTENIDOS A PARTIR DE UNA ZEOLITA NATURAL. Buenos aires.Rivera Garces , s., & Hidalgo Segovia, c. (2017). Obtención de carbón activado a partir del bagazo del café como una propuesta de utilización del residuo de una ndustria cafetera. Guayaquil.ASTM International. (2005). 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