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

Abstract

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.