Tesis de Mecánica
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Browsing Tesis de Mecánica by Author "Alcantara Alza, Víctor Manuel"
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Item Efecto de la soldadura por fricción rotativa en la microdureza fatiga y microestructura en juntas soldadas de aceros al carbono e inoxidables(Universidad Nacional de Trujillo, 2019) Villareal Guzman, Oscar Eduardo; Alcantara Alza, Víctor ManuelSe realizó un estudio sobre las propiedades mecánicas de tracción, microdureza, fatiga y microetructura en juntas soldadas de dos aceros disimiles: Acero al carbono AISI 1020 y Acero inoxidable Duplex AISI 2205, utilizando los procesos de soldadura por fricción rotativa (FRW). El propósito fue observar el comportamiento de estas juntas combinando diversos parámetros de ensayos. Las muestras se confeccionaron a partir de barras de acero AISI 1020 y AISI 2205 de ½” Ø. Se confeccionaron 24 probetas (2 repeticiones). Para los ensayos de tracción se siguió la norma ASTM E -8, el mismo número de probetas se confeccionaron para Fatiga y microdureza. Todas las probetas se elaboraron después de realizar los ensayos de soldadura por fricción FRW, para lo cual, se acoplaron dispositivos de medición de Presión de forjado, fricción y tiempos, acoplados al torno paralelo MHASA. El proceso siguió el método de impulso directo. Los parámetros utilizados fueron: Velocidad de rotación: (1000- 1400) rpm; Tiempo de fricción: (4- 6-8) seg; Tiempo de forja: 4 seg; Presión de Fricción: (3-5) MPa Presión de forjado: 6 MPa. Se midió la Resitencia Mecánica de la junta en la Máquina de ensayos de tracción TECNCTEST. El perfil de microdureza midió de manera longitudinal en escala Vickers (HV). La microscopía se realizó a nivel óptico, utilizando el Microscopio Zeiss 1000X. Se observó la microestructura de las 4 primeras muestras ensayadas. Se encontró que con 1000 rpm, se obtienen los mayores valores de resistencia mecánica de la junta. El máximo valor (692,3 MPa) se encuentra con: [n=1000 rpm, Tf= 8 seg, Pf= 5Mpa], otorgando una eficiencia a la junta de 103% respecto al acero 1020 y de 70% respecto al acero 2205. El límite de fatiga máximo: (270 MPa), lo presenta la probeta P7. Luego, las mejores condiciones de soldeo para esta propiedad son: [n=1400 rpm, Tf = 4 seg; Pf = 3 MPa]. Las probetas soldadas a 1000 rpm, tienen un límite de fatiga en el rango: (225-250) MPa, y aquellas, soldadas a 1400 rpm dentro de: (220-270) MPa. La microdureza tanto en la zona central no tiene un valor constante. La (ZAC) en promedio es pequeña ~ 2,2 mm. y la zona de contacto ~ 120 µm. La zona de unión presenta deformación plástica severa, y tiene una estructura de grano fino, engrosándose en la zona de deformación. En este proceso de soldadura por fricción FRW, todos los parámetros influyen; son variables son interdependientes, y según el caso una es más influyente que las otras.Item Estudio del endurecimiento superficial y su respuesta al desgaste de los aceros para rodamientos SAE 52100 sometidos a procesos de nitrocarburizado ferrítico y austenítico(Universidad Nacional de Trujillo, 2019) Arenas Chancan, Victor Alberto; Alcantara Alza, Víctor ManuelSe investigó la influencia el tratamiento superficial de nitrocarburizado (austenitico y ferritico) sobre la dureza superficial, desgaste deslizante y microestructura, del acero AISI 52100, sometido a ensayos de desgaste en función del tiempo y la carga aplicada. El propósito fue comparar estos dos tratamientos superficiales y evaluar su perfomance. Se utilizaron probetas prismáticas para los ensayos de desgaste con dimensiones: 40x25x10 mm3, según la norma ASTM G 83. Las probetas para los ensayos de microdureza fueron de las mismas dimensiones. Antes de realizar los tratamientos de nitrocarburizado se hicieron tratamientos previos de normalizado, temple y revenido. Los tratamientos de nitrocarburizado se realizaron con los siguientes parámetros: El nitrocarburizado ferrítico (FNC) a 570°C, 2 hrs. El nitrocarburizado austenítico (ANC) a 700°C, 2hrs. Luego se realizó un revenido a las muestras a 180°C, 0,5 hrs. Los dos tipos de nitrocarburizado se realizaron en un baño de sales dentro de un horno de mufla. Los ensayos de desgaste se realizaron en el torno MHASA acondicionado un dispositivo tipo Timken ASTM D2782 de cilindros cruzados. Los ensayos se realizaron para tiempos: 10´, 20´, 30´, 40´, 50´, 60´, 70´ y 80´; con tres tipos de cargas: 40, 60 y 80 N. Los ensayos de microdureza se realizaron en el microdurometro METROTEC, serie AMH, en escala HV, con 10 kg de carga. Se tomaron medidas del perfil de dureza transversal desde la superficie “cero” hasta una profundidad de 500μm. Los ensayos metalográficos se realizaron en el microscopio ZEUSS x 1000 aumentos. Se encontró que el nitrocarburizado ferrítico (FNC) presenta menor dureza que el austenítico (ANC), pero respecto a la resistencia al desgaste la relación es inversa. La máxima dureza no se encuentra en la superficie. Para el tratamiento ANC el valor máximo fue 725 HV a una profundidad de 20 μm, y para el tratamiento por FNC fue 650 HV a una profundidad de 10 μm. El máximo valor de desgaste para muestras con ANC fue ~ 100mg y para el muestras con FNC fue ~ 20 mg. La relación es de 5:1. Para muestras FNC, las tasas de desgaste se mantienen constante a partir de los 70 min. Para muestras ANC el desgaste no es estable mostrando un comportamiento irregular. Las superficies desgastadas muestran bandas de oxidación en ambos casos. Se concluye que la dureza no está en relación directa con el desgaste. Así mismo es más ventajoso aplicar el nitrocarburizado feritico (FNC) al acero AISI 52100, en la fabricación de rodamientos.Item Evaluación de la fuerza de corte, rugosidad y desgaste, como criterio de maquinabilidad en procesos de torneado del acero endurecido aisi 4340 utilizando insertos de carburos recubiertos(Universidad Nacional de Trujillo, 2019-06) Lujan Lujan, Elvis Robert; Alcantara Alza, Víctor ManuelSe investigo cómo influyen los parámetros de corte sobre las fuerzas de corte, acabado superficial y desgaste de la herramienta, en barras de acero endurecido AISI 4340 (45HR), sometidas a torneado duro en seco, utilizando insertos de carburos recubiertos. A partir de barras de 38 Ø mm de diámetro previamente endurecidas a 45 HRC (bonificado) se confeccionaron probetas de 36 mm Ø y 200 mm de longitud, las que fueron marcadas para un tiempo de maquinado. El torneado se realizó en un torno paralelo, siguiendo el modelo de corte ortogonal, utilizando insertos de carburo recubiertos. Se utilizaron 4 parámetros de corte: velocidad, avance, profundidad y tiempo de maquinado en 4 niveles distintos. Para la medición de las fuerzas de corte se utilizo un dinamómetro del tipo octogonal que incorpora dos galgas extensiométricas que se conectan en ½ puente de Wheatstone los que a su vez están conectados a un registrador de deformaciones que proporciona la lectura de la fuerza de corte. Para la medición de rugosidad se utilizo un rugosímetro digital Mitutoyo con un palpador de diamante con un radio en la nariz de 2.5 a 10 μm, La medición del desgaste se hizo de manera indirecta, empleando un micrómetro digital y en cada parada de tiempo se midio la reducción del diámetro (μm) de la pieza, asumiendo que esta variación de medida debe coincidir con el desgaste de la herramienta en gran parte atribuida al desgaste en el flanco. Se encontró que la fuerza de corte aumenta con la velocidad de avance para un valor dado de profundidad de corte y con un aumento adicional en la profundidad de corte, la fuerza de corte también aumenta. La combinación de baja velocidad de avance, baja profundidad de corte y bajo tiempo de maquinado con alta velocidad de corte es beneficiosa para minimizar el valor de la fuerza de corte. La rugosidad de la superficie es sensible a las variaciones en la velocidad de avance a valores más bajos de velocidad de corte en comparación con valores de velocidad de corte más altos. Se observa una mejor calidad superficial con una mayor velocidad de corte y con una menor velocidad de avance. El desgaste de la herramienta de corte aumenta con el aumento de la velocidad de corte para todos los valores de velocidades de avance y es sensible a las variaciones de la velocidad de avance para todos los valores de velocidad de corte especificados. Se concluye que el incremento de la velocidad de corte minimiza la fuerza de corte y rugosidad superficial, cuando los otros parámetros sean mínimos y el empleo de la velocidad de corte y velocidad de avance más bajas pueden reducir el desgaste de la herramienta.