Comportamiento microestructural y de dureza en árboles de levas fabricados de hierro dúctil bajo diferentes medios de temple y revenido
Resumen
Algunos tipos de árboles de levas fabricados de hierro dúctil son sometidos a temple por inducción para incrementar la dureza en la superficie de trabajo (periferia). Sin embargo, durante el tratamiento térmico se obtiene una elevada fracción volumen de austenita retenida considerada como una fase indeseable. En este trabajo se obtuvieron árboles de levas en condición de colada, templados en aceite, agua y salmuera y templados con revenido a 350 °C con el objetivo de disminuir la fracción volumen de austenita retenida e incrementar la dureza. Las levas de cada árbol se caracterizaron en el levante (zona superior) y circulo base (zona inferior) mediante un análisis microestructural, cuantitativo y de dureza Rockwell C para cada condición de los árboles de levas. Los resultados mostraron que con los tres medios de temple se obtuvo una matriz metálica de martensita con bajas cantidades de austenita retenida. Sin embargo, el temple en salmuera obtuvo la menor cantidad de austenita retenida en el levante y circulo base con valores de 3.56 y 3.32 %, respectivamente y una dureza promedio de 59.12 HRC, mientras que el temple en salmuera con revenido obtuvo una fracción volumen de 1.1 y 1.3 % para las mismas zonas con una dureza promedio de 49.27 HRC.
Descargas
Citas
Abdullah, B., Yusof, K., Zamiri, F., & Saad, H. (2018). The effects of austempering and quenched temperature & tempered on mechanical properties of alloyed gray iron. International Journal of Engineering & Technology, 7(4.18), 376-38. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.12.21973
Apraiz Barreiro, J. (2000). Tratamientos térmicos de los aceros. CiE DOSSAT, Madrid, España.
Aristizabal, R., Foley, R., & Druschitz, A. (2012). Intercritically austentized quenching and tempering ductile iron. International Journal of Metalcast, 6, 7-14.
Askeland, D. R., & Wright, W. J. (2016). The science and engineering of materials. Cengage Learning, USA.
Bayrakceken, H., Ucun, I., & Tasgetiren, S. (2005). Fracture analysis of a camshaft made from nodular cast iron. Engineering Failure Analysis, 13, 1240-1245. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2005.11.001
Bixler, C. A., Hayrynen, K. L., Keough, J., Pfaffmann, G., & Gledhill, S. (2010). Locally austempered ductile iron (LADI). SAE International Journal of Materials and Manufacturing, 3(1), 380-390.
Callister, Jr, W. D., & Rethwishch, D. G. (2018). Materials science and engineering: An introduction. Wiley, USA.
Chen, X., Xu, J., Hu, H., Mohrbacher, H., Kang, M., Zhang, W., Guo, A., & Zhai, Q. (2017). Effects of niobium addition on microstructure and tensile behavior of as-cast ductile iron. Materials Science & Engineering A, 688, 416-428. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.01.032
Colin García, E., Cruz-Ramírez, A., Reyes Castellanos, G., Chávez Alcalá, J. F., Téllez Ramírez, J., & Magaña Hernández, A. (2021). Heat treatment evaluation for the camshaft production of ADI low alloyed with vanadium. Metals, 11(1036), 1-23.
Colin-García, E., Sánchez-Alvarado, R. G., Cruz-Ramírez, A., Suarez-Rosales, M. A., Portuguez-Pardo, L., & Jimenez-Lugos, J. C. (2024). Effect of regular thickness on the microstructural and quantitative analysis for a hypo-eutectic ductile iron alloyed with Ni and V. Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy, 60(1), 15-31. https://doi.org/10.2298/JMMB231114002C
Cruz Ramirez, A., Colin García, E., Chávez Alcalá, J. F., Téllez Ramírez, J., & Magaña Hernández, A. (2022). Evaluation of CADI low alloyed with chromium for camshaft application. Metals, 12(249), 1-24. https://doi.org/10.3390/met12020249
Darmawan, A. S., Purboputro, P. I., Yulianto, A., Anggono, A. D., Wijianto, W., Masyrukan, M., Setiawan, R. D., & Kartika, N. D. (2020). Effect of magnesium on the strength, stiffness and toughness of nodular cast iron. Materials Science Forum, 991, 17–23. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.991.17
Hu, Z., Liu, C., Du, Y., Wang, X., Zhu, X., & Jiang, B. (2022). Effects of tempering temperature on mechanical and tribological behavior of ductile iron. Lubricants, 10, 1-13. https://doi.org/10.3390/lubricants10120326
Khansaa Dawood, S., Bassam Ali, A., & Intensar Naif, F. (2018). Effect of quenching media on mechanical properties of medium carbon steel 1030. Journal of University of Babylon, Engineering Sciences, 26(2), 214-222.
Li, S., He, M., Hu, G., Tian, Y., Wang, C., Jing, B., & Ping, D. (2022). Pearlite formation via martensite. Composites Part B: Engineering, 238, 109859. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.109859
Druschitz, A. P., & Thelen, S. (2002). Induction hardened ductile iron camshafts. SAE 2002 World Congress, Detroit, Michigan, March 4-7, 1-9.
Ogata, P. H., Dos Santos, F. D., Okazaki, L., Pintol, N. L., & Goldenstein, H. (2012). A study on the camshaft lobe microstructure obtained by different processing. SAE 2012 World Congress, São Paulo, Brazil, October 2-4, 1-9.
Horbach, L., Gebhardt, C., Zhang, J., Joseph, B. D., Bührig-Polaczek, A., & Broeckmann, C. (2024). The effect of silicon microsegregation on the mechanical properties of high silicon alloyed ductile cast iron under monotonous loading. Heliyon, 10, 1-19. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e23904
Kadhim, Z. D. (2016). Effect of quenching media on mechanical properties for medium carbon steel. International Journal of Engineering Research and Applications, 6(8), 26-34.
Karaca, B., & Şimşir, M. (2017). The effects of heat treatment on the mechanical properties of camshaft made of ductile iron. International Refereed Journal of Engineering and Science, 6(11), 34-40.
Kumar, R., Behera, R. K., & Sen, S. (2015). Effect of tempering temperature and time on the strength and hardness of ductile cast iron. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 75, 1-10. https://doi.org/10.1088/1757-899X/75/1/012015
Smith, W. F., & Hashemi, J. (2006). Fundamentos de la ciencia e ingeniería de los materiales. McGraw Hill, España.
Ma, H. (2012a). The quantitative assessment of retained austenite in induction hardened ductile iron. Thesis of Master of Degree, University of Windsor, Canada.
Ma, H., Bowers, R. J., Northwood, D. O., Sun, X., & Bauerle, P. J. (2012b). Residual stress and retained austenite in induction hardened ductile iron camshafts. WIT Transactions on Engineering Sciences, 16, 115-127. https://doi.org/10.2495/TD120101
Mnati, A. A. (2023). Production of ductile cast iron by recycling gray cast iron scrap with adding various local materials. Journal of Engineering and Sustainable Development, 27, 117-126.
Murcia, S. C., Paniagua, M. A., & Ossa, E. A. (2013). Development of as-cast dual matrix structure (DMS) ductile iron. Materials Science & Engineering A, 566, 8-15. https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.12.033
Neri, M. A., & Carreño, C. (2003). Effect of copper content on the microstructure and mechanical properties of a modified nodular iron. Materials Characterization, 51(4), 219-224. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2003.09.001
Pulkrabeth, W. W. (2004). Introduction engine components. Prentice-Hall, USA.
Sun, C., Fu, P.-X., Ma, X.-P., Liu, H.-H., Du, N.-Y., Cao, Y.-F., Liu, H., & Li, D. (2020). Defect of matrix carbon content and lath martensite microstructures on the tempered precipitates and impact toughness of a medium-carbon low-alloy steel. Journal of Materials Research Technology, 9, 7701-7710. https://doi.org/10
Derechos de autor 2024 Eduardo Colin-García, Minerva Astrid Villanueva-Ruíz, Miguel Ángel Suarez-Rósales, Jaime Téllez-Ramírez, Antonio Magaña-Hernández, Alejandro Cruz-Ramírez
Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObrasDerivadas 4.0.