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ACEROS BOEHLER DEL PERU S.A.
GRUPO BÖHLER UDDEHOLM
ACEROS PARA MÁQUINAS :
PROPIEDADES, TRATAMIENTOS
TÉRMICOS Y APLICACIONES
PRÁCTICAS
B ÖHLER
ACEROS ESPECIALES
ACEROS PARA ELEMENTOS DE
MÁQUINAS Y APLICACIONES
• CARACTERÍSTICAS
• CLASIFICACIÓN
• DEFINICIONES
• ACEROS PARA MAQUINAS
• CONTROL DE CALIDAD
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
CARACTERÍSTICAS
TENACIDAD
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
RESISTENCIA A LA FATIGA
RESISTENCIA A LA TORSIÓN
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN
RESISTENCIA AL DESGASTE
RESISTENCIA A ALTAS TEMPERATURAS
DEFINICIONES
• ENSAYO DE TRACCIÓN
• ENSAYO DE DUREZA
• RESISTENCIA A LA FATIGA
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
ESFUERZO
sB
sF
sE
DEFORMACIÓN
La fatiga es un fenómeno que origina la fractura bajo
esfuerzos repetidos o fluctuantes, con un valor
máximo menor que la resistencia a la tracción del
material (25 – 50% en los aceros).
N/mm 2
Ø 25
500
r = 100
A
400
A
r = 25
B
300
B
C
r = 6,5
C
200
25
D
D
E
E
100
104
90°
105
106
107
Número de ciclos hasta la rotura
108
sB 650 N/mm 2
100
Influencia de
medio corrosivo
80
60
Influencia del acabado
superficial
Disminución de la resistencia a la fatiga %
40
20
rectificado espejo
0
40
60
80
100
120
140
160
2
Resistencia a la tracción en kg/mm
ACEROS PARA MÁQUINAS
• ACEROS DE BONIFICACIÓN
• ACEROS DE CEMENTACIÓN
• ACEROS DE NITRURACIÓN
• ACEROS PARA MUELLES
• ACEROS RESISTENTES A LA ABRASIÓN
• ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS
• ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS
• ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIÓN
POR TEMPERATURA
¡ Bienvenidos a nuestra
planta !
Somos técnicos e
ingenieros.
Nuestra experiencia y
conocimientos están
a vuestro servicio.
ACEROS DE BONIFICACIÓN
Alto límite de fluencia, resistencias a la tracción,
fatiga,
excelente tenacidad; luego de ser
BONIFICADOS (Templados y revenidos).
Uniformidad de las propiedades mecánicas a
través de toda la sección.
Para dimensiones
carbono
pequeñas,
los
aceros
al
Para elementos de máquinas con mayores
secciones transversales: aleaciones de cromo,
níquel o molibdeno, entre otros.
ACEROS DE BONIFICACIÓN:
APLICACIONES
VCN (BÖHLER V155):
Acero de alta resistencia. Piezas
exigidas de grandes secciones
transversales.
Ejes
de
propulsión, barras de conexión,
eje piñón, ejes de torsión,
cigueñales, rotores, ejes de
transmisión, pernos SAE grado 8,
DIN grado 10 y 12.
APLICACIONES
VCL (BÖHLER V320):
Acero de alta resistencia. Piezas exigidas de
medianas secciones transversales. Cigueñales de
prensas excéntricas, engranajes de alta velocidad,
ejes de bombas, ejes dentados, pernos SAE grado 8,
DIN grado 10 y 12.
APLICACIONES
H (BÖHLER V945):
Acero al carbono. Elementos
de
máquinas
de
pocas
exigencias mecánicas. Ejes,
árboles
de
transmisión,
pasadores, chavetas, pernos
SAE grado 2 (recocido), grado
5 (bonificado).
TEMPLE Y REVENIDO
(BONIFICACIÓN)
 AUMENTA LA DUREZA DEL MATERIAL
 AUMENTA RESISTENCIA MECANICA
 AUMENTA RESISTENCIA AL DESGASTE
T
C
800-1200
TEMPLE
REVENIDO
AIRE
BAÑO
AGUA ACEITE
Tiempo t
BAÑO DE SALES
TEMPLE AL AGUA
TEMPLE AL ACEITE
Necesito un perno SAE
GRADO 8… Para mi suegra que
se ha vuelto LOCA!!
GRADO DIN ISO
SAE
898
J429
1
2
5
8
2
Diámetro
Nominal
Dureza Rockwell
MIN.
MAX.
Acero
Recomendado
4,6
Acero de bajo o
medio carbono
¼ -1 ½
70 RB
90 RB
5,8
Acero de bajo o
medio carbono
¼-¾
80 RB
100 RB
¾-1½
70 RB
100 RB
¼-1
25 RC
34 RC
1-1½
19 RC
30 RC
¼ -1 ½
33 RC
39 RC
VCN 1
VCL
¼ -1 ½
39 RC
44 RC
VCN 1
VCL
8,8
10,9
12,9
1
MATERIAL
Acero de medio
carbono templado
y revenido
Acero aleado de
medio carbono
templado y
revenido
Acero aleado de
medio carbono
templado y
revenido
E 920
H
1
H 2
VCN 2
VCL
1
1
Requiere de tratamiento térmico adicional de temple y revenido.
No requiere tratamiento térmico adicional (pues ya vienen bonificados con la
dureza necesaria).
65
60
55
VCN
Dureza (HRC)
50
45
40
VCL
35
30
H
25
20
0
5
10
15
20
25
30
35
Profundidad de temple (mm)
40
45
50
55
PLANTA DE TRATAMIENTOS
TERMICOS - LIMA
ACEROS DE CEMENTACIÓN
Aceros con bajo contenido de carbono ( de 0,05 a
0,25).
Se utilizan en partes de máquinas que giran o
deslizan a velocidad y por tanto, requieren una
gran dureza superficial que le otorgue resistencia
al desgaste y simultáneamente buena tenacidad o
resistencia al impacto debido a los esfuerzos
dinámicos a que están sometidos.
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
BÖHLER E230 – ECN : De alta tenacidad hasta el
núcleo y alta resistencia al desgaste (cementado).
Ejemplos: Ruedas dentadas,
engranajes, chavetas, piñones,
cigüeñales, ejes piñón de alta
exigencia. Piezas de cualquier
dimensión que deban ser
cementadas, en las que no se
permite mayores deformaciones
en el tratamiento térmico y en
las que se requiere una óptima
resistencia en el núcleo (90 –
130 kg/mm2).
BÖHLER BP280 – BARRA PERFORADA:
De buena tenacidad hasta el núcleo y resistencia
al desgaste (cementado). También es posible de
bonificar para algunas aplicaciones.
Ejemplos:
Engranajes,
cremalleras,
cuerpos
de
bombas,
anillos, separadores, ejes
huecos, rodillos, levas,
bocinas.
BÖHLER E920 – SAE 1020:
Acero de bajo carbono (no aleado). Limitada
resistencia al desgaste y muy escasa tenacidad
en el núcleo. Se aplica en piezas pequeñas y de
formas regulares en las que pueden admitirse
mayores deformaciones en tratamiento térmico.
Ejemplos:
Palancas, acoples, tornillos, bocinas, partes
prensadas o matrizadas, partes de cadenas.
Existen factores que determinan el espesor
de la capa cementada entre los cuales se
pueden destacar los siguientes:
- El tipo de material que se va cementar.
- Espesor del diente (módulo).
- Tolerancia
Existen además algunas fórmulas como la
propuesta por CASILLAS que indica:
Profundidad Cementación (mm) = 0,235 x Módulo
PROCESOS DE CEMENTACIÓN
T
C
850 - 950
B Mantenimiento
C
AIRE
D
A
TEMPLE
CEMENTACION
REVENIDO
Tiempo t
C
C
C
C
C
C
A
C
B
C
C
D
ACEROS Y LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
PROCESOS DE CEMENTACIÓN
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Definición
En los procesos térmicos de
temple o cementación no es
posible
lograr
la
transformación a martensita.
Por esta razón se someten
los aceros a temperaturas
inferiores a la temperatura
ambiente para procurar una
mayor transformación.
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Tipos
La práctica identifica dos tipos fundamentales:
• Tratamiento Sub-Cero: “Ligero” a temperaturas
del orden de -80ºC.
• Tratamiento
Criogénico:
“Profundo”
a
temperaturas del orden de -190ºC.
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Ventajas
• Aumenta dureza
• Eleva resistencia al desgaste
• Incrementa estabilidad dimensional
• Disminuye las tensiones residuales
• Incrementa la resistencia a la corrosión
• Mayor resistencia a la fatiga
CONVENCIONAL
DUREZA HRC: 60 62 62 60
CON SUB-CERO
DUREZA HRC: 63 64 64 64
Acero BÖHLER K100
840 CORTES
CONVENCIONAL
SIN SUB-CERO
6926 CORTES
CON SUB-CERO
Acero: BÖHLER K100
PROCESO SUB-CERO
• AUMENTA DUREZA
• ELEVA RESISTENCIA AL DESGASTE
T
C
• INCREMENTA ESTABILIDAD DIMENSIONAL
TEMPLE
• MAYOR RESISTENCIA A LA FATIGA
• DISMINUYE LAS TENSIONES RESIDUALES
REVENIDO
SUB-CERO
Tiempo t
PROCESO SUB-CERO
A nivel mundial, actualmente el proceso
de Sub-cero es usual en engranajes de
altas exigencias.
En el Perú se viene utilizando de manera
exitosa desde hace tres años.
ACEROS DE NITRURACIÓN
Todas las aleaciones ferrosas se pueden nitrurar.
Los aleantes particularmente importantes para
este proceso termoquímico son el cromo y
aluminio que forman nitruros muy resistentes.
El proceso de nitruración TENIFER, consiste en
mantener las piezas en un medio en cual se
produce la difusión de nitrógeno en el acero.
La dureza y el espesor total de las capas
dependen del tipo de acero.
NITRURACIÓN EN BAÑO DE SALES: TENIFER
TOTAL DE CAPA NITRURADA
Tenifer 580oC
1
E 920
Capa nitrurada total en mm
V 945
0,8
34Cr4
V 320
0,6
50CrV4
E 115
0,4
V 155
W 302
K 100
0,2
GG
A 604
0
0
0,5
1
2
Tiempo de tratamiento en horas
3
NITRURACIÓN EN BAÑO DE SALES: TENIFER
DISTRUBUCIÓN DE DUREZA
Tenifer 580 oC, 2 horas
Dureza Vickers HV0,3 kg /mm 2
1200
1000
800
600
K 100
W 302
400
V 320
200
GG
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Profundidad de penetración mm
V 945
0,5
INCREMENTO DE LA RESISTENCIA A LA
FATIGA
C45N
Probeta entallada =2. = 10/7mm
500
90 min TF1  AB1
(400°C)  W + Lapeado
20min AB1  W
Resistencia a la fatiga
N/mm2
400
300
Estado Natural
200
Recubrimiento
de cromo
100
104
105
106
Ciclos
107
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN
Condiciones de ensayo: eje, tiempo (h) en pulg.
Área superficial corroída
ASTM B- -117 Niebla salina
100
88h
88h
75
72h
72h
50
25
88h
0
Cromo duro
Niquelado
88h
336h
Nitruración TENIFER
Temperatura de superficie
336h
ACEROS DE NITRURACIÓN
Óptimas propiedades de deslizamiento junto a
una elevada resistencia al desgaste, hasta 500 ºC.
Eleva la resistencia a la fatiga frente a esfuerzos
de flexión y torsión.
Se aplica en piezas ya bonificadas y con sus
dimensiones finales.
Muy alta resistencia a la corrosión.
Escasa formación de óxidos por rozamiento en
piezas ajustadas.
Estabilidad dimensional, las piezas deberán estar
distensionadas y limpias.
PLANTA DE TRATAMIENTOS
TERMICOS - LIMA
APLICACIONES
AMUTIT S (BOEHLER K460)
AMUTIT S (BOEHLER K460)
ESPECIAL K (BOEHLER K100)
VCN (BOEHLER V155)
ANT. 316L (BOEHLER A200)
Para buscar cualquier información:
www.bohlerperu.com
www.acerosbohler.com

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