Influencia del tiempo de cementación gaseosa en hornos de lecho fluidizado

Abstract

La presente tesis es la aplicación de cementación gaseosa, proceso termoquímico de gran relevancia en la industria metalúrgica, con el objeto de mejorar la dureza y resistencia al desgaste de piezas de acero de bajo carbono microaleados, el tiempo de cementación es un factor importante que determina las propiedades de la capa carburizada. El objetivo de esta investigación es evaluar la influencia del tiempo de cementación. Se analizaron diferentes tiempos a temperatura óptima, obteniendo la profundidad y dureza de capa cementada, su microestructura. La metodología es de tipo cuantitativo, nivel aplicativo, diseño experimental, con probetas de acero microaleados de bajo carbono, que fueron sometidos a cementación gaseosa en horno de lecho fluidizado con diferentes tiempos de exposición lográndose un enriquecimiento superficial uniforme de carbono, evaluándose la profundidad de la capa carburizada, composición química, microestructura, dureza y resistencia mecánica de las muestras y un núcleo. Los resultados demostraron que el tiempo de cementación tiene efecto significativo en el producto. El estudio proporciona información valiosa para optimizar el proceso de cementación gaseosa en la industria, que en la actualidad la industria metalmecánica, se requieren fabricar variedad de componentes. Llegando a concluir que el tiempo de cementación se obtuvo a 4 horas de difusión gaseosa a 920 °C, obteniéndose la máxima capa endurecida superficial que alcanza una mayor profundidad de 1.30 mm. lográndose durezas entre de 60 - 65 HRC. Además, una probeta de acero de 0.146 %C (micro aleado CrNi) permitió obtener una composición química de capa superficial carburizada de 0.729 %C.

The present thesis is the application of gas cementation, a thermochemical process of great relevance in the metallurgical industry, with the aim of improving the hardness and wear resistance of microalloyed low carbon steel parts, the cementation time is an important factor that determines the properties of the carburized layer. The objective of this research is to evaluate the influence of cementation time. Different times at optimal temperature were analyzed, obtaining the depth and hardness of the cemented layer, and its microstructure. The methodology is quantitative, application level, experimental design, with low carbon microalloyed steel specimens, which were subjected to gas cementation in a fluidized bed oven with different exposure times, achieving a uniform surface enrichment of carbon, evaluating the depth of the carburized layer, chemical composition, microstructure, hardness and mechanical resistance of the samples and a core. The results showed that cementation time has a significant effect on the product. The study provides valuable information to optimize the gas cementation process in the industry, which currently in the metalworking industry requires manufacturing a variety of components. Concluding that the cementation time was obtained at 4 hours of gas diffusion at 920 °C, obtaining the maximum surface hardened layer that reaches a greater depth of 1.30 mm. achieving hardness between 60 - 65 HRC. In addition, a 0.146% C steel specimen (CrNi micro alloy) allowed obtaining a chemical composition of the carburized surface layer of 0.729% C.