Evaluación Comparativa de las Propiedades Mecánicas y la Vida a Fatiga de Bielas Forjadas Convencionales y de Forjado Multietapa de Acero de Alta Resistencia AISI/SAE 4140
Autores: Khan, Wajid Ali; Hayat, Qamar; Ahmed, Furqan; Ali, Mohsin; Zain-ul-Abdein, Muhammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Propiedades mecánicas
Vida a fatiga
Acero aleado AISI/SAE 4140
Bielas
Técnica de laminado de reductor asimétrico de múltiples etapas
Tamaño de grano
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Este documento tiene como objetivo mejorar las propiedades mecánicas y la vida a fatiga de las bielas de acero aleado AISI/SAE 4140. Las bielas convencionales se fabrican típicamente a través de procesos de forjado/hammering en matriz abierta, bloqueo y forjado en caliente. En el presente trabajo, se ha propuesto una modificación en la ruta del proceso de manera que el forjado/hammering en matriz abierta se reemplazó completamente por una técnica de laminado asimétrico de múltiples pasos. Se introdujeron cuatro pasadas de laminado para lograr la forma y el tamaño del preforma deseados. Se investigó el efecto de cada pasada de laminado en el tamaño de grano, las propiedades mecánicas y la vida a fatiga. Las muestras de cada etapa de laminado, bloqueo y forjado se sometieron a pruebas de impacto, dureza, tracción y fatiga. También se realizó metalografía utilizando microscopios ópticos y de electrones de barrido para revelar cambios metalúrgicos. Las pruebas de fatiga y fractografía se llevaron a cabo utilizando la máquina de pruebas de fatiga de viga rotativa R.R. Moore y un microscopio electrónico de barrido, respectivamente, para evaluar la vida a fatiga y el comportamiento de fractura tanto de las bielas forjadas convencionales como de las forjadas laminadas en múltiples pasos. Se observó que, a diferencia del proceso de forjado convencional, el laminado asimétrico de múltiples pasos reduce gradualmente el tamaño de grano a medida que avanza el laminado y mejora la resistencia a la fluencia, la resistencia a la tracción, la resistencia al impacto, la dureza y la ductilidad. En comparación con el forjado convencional, el laminado en múltiples pasos condujo a un aumento de casi el 33% y el 29% en las resistencias a la fluencia y a la tracción, respectivamente. Además, la vida a fatiga de las bielas laminadas en múltiples pasos aumentó más de cinco veces en comparación con las bielas convencionales.
Descripción
Este documento tiene como objetivo mejorar las propiedades mecánicas y la vida a fatiga de las bielas de acero aleado AISI/SAE 4140. Las bielas convencionales se fabrican típicamente a través de procesos de forjado/hammering en matriz abierta, bloqueo y forjado en caliente. En el presente trabajo, se ha propuesto una modificación en la ruta del proceso de manera que el forjado/hammering en matriz abierta se reemplazó completamente por una técnica de laminado asimétrico de múltiples pasos. Se introdujeron cuatro pasadas de laminado para lograr la forma y el tamaño del preforma deseados. Se investigó el efecto de cada pasada de laminado en el tamaño de grano, las propiedades mecánicas y la vida a fatiga. Las muestras de cada etapa de laminado, bloqueo y forjado se sometieron a pruebas de impacto, dureza, tracción y fatiga. También se realizó metalografía utilizando microscopios ópticos y de electrones de barrido para revelar cambios metalúrgicos. Las pruebas de fatiga y fractografía se llevaron a cabo utilizando la máquina de pruebas de fatiga de viga rotativa R.R. Moore y un microscopio electrónico de barrido, respectivamente, para evaluar la vida a fatiga y el comportamiento de fractura tanto de las bielas forjadas convencionales como de las forjadas laminadas en múltiples pasos. Se observó que, a diferencia del proceso de forjado convencional, el laminado asimétrico de múltiples pasos reduce gradualmente el tamaño de grano a medida que avanza el laminado y mejora la resistencia a la fluencia, la resistencia a la tracción, la resistencia al impacto, la dureza y la ductilidad. En comparación con el forjado convencional, el laminado en múltiples pasos condujo a un aumento de casi el 33% y el 29% en las resistencias a la fluencia y a la tracción, respectivamente. Además, la vida a fatiga de las bielas laminadas en múltiples pasos aumentó más de cinco veces en comparación con las bielas convencionales.