Title: Efecto de la temperatura de carbonitruración líquida sobre la resistencia al desgaste adhesivo seco, dureza superficial, dureza en el núcleo y espesor de capa del acero aisi 4340
Issue Date: Nov-2018
Institution: Universidad Nacional de Trujillo
Abstract: En esta investigación se ha estudiado el efecto de la temperatura de
carbonitruración líquida sobre la resistencia al desgaste adhesivo seco, dureza
superficial, dureza en el núcleo y espesor de capa en el acero AISI 4340. Se utilizaron
probetas para el ensayo de desgaste según la norma ASTM G-77 y probetas para el
ensayo de dureza según la norma ASTM E-140, las mismas que sirvieron para el
estudio metalográfico, para ello se utilizó como medio difusor: 80% BaCl2, 6% NaCN y
14% NaCl, y temperaturas de 800, 850, 900 y 950°C por un tiempo de 3 horas con
temple directo en aceite y revenido a 180°C por 1 hora.
Los resultados muestran que al incrementar la temperatura de carbonitruración la
resistencia al desgaste aumenta, obteniéndose la mejor resistencia al desgaste para
850°C. También muestran que los valores de dureza superficial son altos y la dureza se
incrementa desde 60.70 HRC para 800°C hasta 66.30 HRC para 850°C y luego decrece
ligeramente debido a que a temperaturas bajas de carbonitruración la difusión de
nitrógeno aumenta y a temperaturas mayores de 850°C aumenta la difusión de carbono,
y que la capa superficial consta de martensita y carbonitruros de hierro y cromo
(Fe,Cr)3CN, y con respecto a la dureza en el núcleo, el valor más alto fue para 850°C y
luego disminuye ligeramente debido al pequeño crecimiento de grano de la austenita
según aumenta la temperatura de carbonitruración. Con respecto al espesor de capa (X),
ésta aumenta con el incremento de la temperatura obedeciendo a la Segunda Ley de
Fick.
Se concluye que la temperatura de carbonitruración líquida en el acero AISI 4340
afecta a las propiedades en estudio y que la temperatura adecuada es 850°C debido a
que a dicha temperatura se obtuvo los mejores valores de resistencia al desgaste, dureza
superficial, dureza en el núcleo. Los resultados han sido contrastados con un análisis
estadístico con un nivel de confianza del 95%.
Note: In this research, the effect of liquid carbonitriding temperature on the resistance to
dry adhesive wear, surface hardness, hardness in the core and layer thickness in AISI
4340 steel has been studied. Test specimens were used for the wear test according to the
ASTM G-77 standard and test specimens for the hardness test according to the ASTM
E-140 standard, which were used for the metallographic study, for which the diffusing
medium was used: 80% BaCl2, 6% NaCN and 14% NaCl, and temperatures of 800, 850,
900 and 950°C for a time of 3 hours with direct tempering in oil and tempering at 180°C
for 1 hour.
The results show that when increasing the carbonitriding temperature the wear
resistance increases, obtaining the best wear resistance for 850°C. They also show that
the surface hardness values are high and the hardness is increased from 60.70 HRC for
800°C to 66.30 HRC for 850°C and then decreases slightly because at low
carbonitriding temperatures the nitrogen diffusion increases and at higher temperatures
850°C increases carbon diffusion, and that the surface layer consists of martensite and
iron and chromium carbonitrides (Fe,Cr)3CN, and with respect to the hardness in the
core, the highest value was for 850°C and then decreases slightly due to the small grain
growth of the austenite as the carbonitriding temperature increases. With regard to the
thickness of layer (X), it increases with the increase in temperature obeying the Second
Law of Fick.
It is concluded that the liquid carbonitriding temperature in the AISI 4340 steel
affects the properties under study and that the adequate temperature is 850 ° C because
at this temperature the best values of wear resistance, surface hardness, hardness in the
core. The results have been contrasted with a statistical analysis with a confidence level
of 95%.
Discipline: Ingeniería
Grade or title grantor: Universidad Nacional de Trujillo .Facultad de Ingeniería
Grade or title: Ingeniero Metalúrgico
Register date: 2-Jan-2019