ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MECANICO Y MICROESTRUCTURAL EN TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE ACEROS DE FASE DOBLE PARA CHASIS

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En el caso de los aceros microaleados Se obtienen mediante la reducción del tamaño de grano y precipitación del mismo, y en algunos casos, de forma selectiva se añaden otros elementos de aleación como titanio, niobio o cromo que confieren propiedades de dureza.

Como se muestra en la figura 1.1 la tendencia es el desarrollo de aceros con estructuras multifase, constituidos principalmente por una matriz suave de ferrita con una o más fases dispersas, dichas especificaciones hacen al acero mucho más ligero.

A principios de los 90’s, se comenzó con el desarrollo de aceros multifase TRIP, donde la martensita se reemplaza por mezclas de austenita retenida y bainita. (6)

En la actualidad la industria automotriz se ve envuelta en la necesidad de continuar con las tendencias de reducción en peso del chasis, ya que por una parte se obtiene el beneficio de tener un mejor consumo y por otra, al requerir menos material y hacerlo más liviano, los costos de producción se ven favorecidos. Gracias a los últimos avances tecnológicos en cuanto a simulación y diseño, se le ha permitido a la industria automotriz abrirse a muchas más posibilidades de manufacturación, pero persiste la desventaja cuando se dificulta seguir diseñando procesos de tratamientos térmicos para nuevas aleaciones que nos permita obtener el máximo rendimiento en los vehículos en cuanto a consumo, velocidad y seguridad de los tripulantes.

Planteamiento del problema

Actualmente la industria automotriz ha encaminado sus avances tecnológicos al rendimiento respecto al consumo del vehículo, para ello la reducción en peso es una de las soluciones más viables, teniendo en cuenta que el chasis en un vehículo promedio ocupa entre un 25 a 30% en peso de este. (2)

Hoy en día estas tendencias han llevado al límite el uso de tecnologías en diseño y producción de chasis, lo cual vuelve cada vez más complicado su fabricación, ya que el uso adecuado de temperaturas, la composición elemental de las aleaciones y las rutas de enfriamiento, se deben seleccionar minuciosamente, ya que el más mínimo cambio o alteración de una de estas variables afectara directamente el rendimiento mecánico del chasis.

Tomando en cuenta lo anterior, el estudio del comportamiento mecánico y microestructural en los procesos para tratar térmicamente a los aceros para chasis es imprescindible para lograr un buen rendimiento en las respuestas estructurales y mecánicas del chasis.

Este proyecto de investigación forma parte de un esfuerzo que comenzó 4 meses atrás con el programa de Taller de materiales IV, el desarrollo y realización de pruebas tuvieron lugar en los laboratorios de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica así como en las instalaciones del departamento de manufactura Avanzada del Instituto Tecnológico de estudios Superiores de Monterrey y contribuye en la mejor comprensión del comportamiento mecánico y microestructural que se presentan cuando un acero es sujeto a un tratamiento térmico para chasis.

Hipótesis

El análisis de la relación entre el comportamiento microestructural y el comportamiento mecánico en los aceros puede esclarecer un panorama detallado de los mecanismos de transformación microestructural además de facilitar la comprensión de la transición de fases en tratamientos térmicos siendo estos un fenómeno inducido que será determinante para la proporción de mejoras mecánicas en el acero.

Objetivos

Objetivo General

Analizar el comportamiento microestructural de los aceros para chasis para obtener una relación con las respuestas mecánicas obtenidas por el efecto de tratamientos térmicos. Las técnicas presentadas para llevar a cabo este estudio pueden servir para valorar diferentes aleaciones.

Objetivos Particulares

- Identificar la composición elemental de las probetas con técnicas de caracterización.

- Normalizar muestras en base a su composición elemental.

- Evaluar las propiedades mecánicas de la muestra normalizada.

- Definir las fases y microestructura metalográficas de la muestra normalizada mediante microscopia.

- Evaluar las propiedades mecánicas de las muestra bajo el efecto de los tratamientos térmicos de aceros para chasis.

- Definir las fases y microestructura metalográficas de la muestra bajo el efecto de los tratamientos térmicos de aceros para chasis mediante microscopia.

- Comparar las respuestas mecánicas, resultados de caracterización y microestructuras entre muestras tratadas térmicamente y muestras normalizadas.

- Detallar la transición microestructural que sufre el material al ser sometido bajo los efectos de tratamientos térmicos.

Metas

- Adquirir opiniones críticas y constructivas que ayuden a la mejora de este proyecto de investigación.

- Obtener un Juicio de Valor Positivo en base al trabajo realizado y los resultados obtenidos.

- Obtener conocimientos gracias al proyecto de investigación en base a la metodología científica.

Metas científicas

- Aportar los conocimientos adquiridos en este proyecto de investigación que nos ayuden a interpretar la relación entre el comportamiento mecánico y microestructural de los aceros para chasis sometidos a tratamientos térmicos.

Justificación

El estudio de la relación entre el comportamiento mecánico y microestructural es de vital importancia ya que nos permite conocer a fondo los efectos que inducen a obtener una gran eficacia en las propiedades mecánicas y como pueden afectar las variaciones de composición en la aleación o el uso de diferentes tratamientos térmicos.

El análisis del comportamiento microestructural en tratamientos térmicos contribuirá en la mejor comprensión de las propiedades mecánicas obtenidas, teniendo así un mejor panorama que nos permita un mejor control en el manejo de los procesos para tratar aceros en la industria automotriz.

Alcance

Para una mejor comprensión que nos defina el comportamiento mecánico y microestructural que se tiene cuando un