Laminación
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Laminación
Figura 1
Tabla II. |
|
C |
Si |
Cr |
Mo |
V |
Acero H13 |
0.37 |
0.90 |
5.14 |
1.25 |
0.96 |
|
Co |
Cr |
W |
C |
Soldadura |
Base |
27-32 |
4-6 |
0.90 – 1.4 |
Comparación de Composición Química de acero H13 y la soldadura de base |
cobalto, cromo y tungsteno. |
a) Material base b) Soldadura
Comparación entre las microestructuras del material actual de los rodillos a) Acero 4340 Nital 2.5 % b) Soldadura de acero inoxidable martensítico modificado Vilella 2.5 %.
En la( Figura 1a) se observa la estructura del material actual 4340 y en la( Figura 1b) la estructura de la soldadura de acero inoxidable martensítico modificado la cual está hecha con base fierro y algunos elementos aleantes. Esto afecta la dureza y la resistencia al desgaste de la pieza. Los materiales escogidos para las pruebas se seleccionaron en base al tipo de fatiga térmica y desgaste que presentaban los rodillos de trabajo en caliente.
Analizando las grietas y desgaste que este material presente, se puede definir cuáles son las propiedades que se necesitan para disminuirlo. El rodillo cónico axial presenta grietas y despostillamiento y desgaste abrasivo. Por lo que el material que se seleccione debe de tener una buena combinación de resistencia al desgaste y a la fatiga térmica, debido a que los elementos del rodillo cónico axial están sujetos a cargas cíclicas. Las grietas y fallas son ocasionadas por las altas temperaturas a las que los rodillos son sometidos y al desgaste por rozamiento con otra pieza.
En la composición química mostrada en la II se observa como el acero H13 se encuentra dentro de las normas de especificación, está dentro del rango en cuanto al contenido de sus elementos aleantes y para el caso de la soldadura de base cobalto, cromo y tungsteno se tomó la composición del proveedor ya que es un material a base cobalto que el Spectromaxx no arroja.
Tabla III.
Material Dureza( HRC) Temperatura ambiente 25 ° C
Dureza( HRC) Temperatura 750 ° C
Soldadura actual 47 30( 640 ° C) Soldadura propuesta 42 40 Comparación de dureza de soldadura actual y soldadura propuesta.
En la Tabla III se observa como el comportamiento de ambas soldaduras después de ser sometidas a temperaturas elevadas y se puede notar claramente como la soldadura utilizada actualmente en la empresa donde se realizó el estudio tiende a bajar cuando se aplican altas temperaturas.
ABR-JUN 2017 ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y ACERO AISTMEXICO. ORG. MX
Los materiales que se escogieron para realizar las pruebas de desgaste y resistencia a fatiga térmica son: H13 y la soldadura de base cobalto, cromo y tungsteno, comparando con los materiales actualmente usados: acero 4340 y soldadura de acero inoxidable martensítico modificado. En la figura 2 se observa el material H13 y la soldadura de base cobalto, cromo y tungsteno, ambas estructuras presentan alto contenido de cromo y se pueden notar pequeños carburos dentro de su estructura.
Figura 2
a) Material base H13 b) Soldadura de base cobalto, cromo y tungsteno
Comparación entre las microestructuras del material actual de los rodillos a) Acero H13 Nital 2.5 % b) Soldadura de base cobalto, cromo y tungsteno Vilella 2.5 %
Figura 3
Comparación de materiales base a temperaturas altas. [ 7 ]
En la Figura 3 se observó cómo se comportan los materiales a altas temperaturas y a choques térmicos actualmente usados y los que se propusieron. Se puede notar como la dureza de los materiales que se propusieron se mantiene estable con los cambios drásticos de temperatura a diferencia de los otros que actualmente son utilizados en la industria.