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Título : Desarrollo del proceso de cementación para endurecimiento superficial mediante empaquetamiento de polvos y fluidización
Autor : Valarezo, Alfredo (dir)
Carrillo Muñoz, Kevin Geovanny
Descriptores / Subjects : Cementación (Metalurgia) - Procesos químicos
Fecha de Publicación : 2015
Ciudad: Editorial : Quito: USFQ, 2015
Cita Sugerida : Tesis (Ingeniero Mecánico), Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Ciencias e Ingenierías; Quito, Ecuador, 2014
Resumen / Abstract: Este proyecto de tesis desarrolla el proceso de cementado por empaquetado para un acero de bajo carbono, utilizando un lecho fluidizado. Este tratamiento tiene como fin enriquecer superficialmente al acero con carbono mediante difusión. De esta manera, se consigue una capa superficial con una concentración de carbono superior a la de su núcleo. Como efecto, el acero cementado adquiere una combinación útil de propiedades: alta dureza superficial y resistencia al desgaste, sin perder tenacidad en su núcleo. La mezcla cementante que se utilizó está compuesta por 90% de carbón activado y 10% carbonato de sodio. Además, para el lecho fluidizado se usó argón. Se realizaron cuatro pruebas distintas de cementación, variando la temperatura y el tiempo. Así, se determinaron dos posibles combinaciones de estos parámetros como condiciones mínimas necesarias para el proceso de cementado propuesto: a 850 ºC por 3 horas o a 900 ºC por 2 horas. El objetivo principal es asegurarse que bajo las condiciones sugeridas, el proceso se desarrolló satisfactoriamente. Esto se puede confirmar con los análisis de dureza y de profundidad total de la capa cementada. Primero, la profundidad total de la capa obtenida confirma que el proceso se desarrolló correctamente. El valor de la profundidad alcanzó más de 0.8 mm. La profundidad total se define como la distancia perpendicular desde el límite de la superficie hasta el final de la zona endurecida. Por otro lado, el aumento de dureza en todas las pruebas, con respecto al material suministrado inicialmente, corrobora la presencia de una capa con una concentración de carbono más alta. Finalmente, además de asegurar que el proceso fue exitoso, es importante resaltar las ventajas de utilizar un lecho fluidizado. Esta técnica se convierte en una excelente alternativa para complementar el cementado, ya que se obtienen mejores resultados en cuanto a uniformidad y profundidad de capa cementada, tal como se demuestra en esta tesis.
Descripción : This thesis project develops the pack carburizing process for low carbon steel by using a fluidized bed. This treatment aims to enrich the steel surface with carbon by diffusion. Therefore, a superficial layer with a higher carbon concentration than its core is achieved. As effect, the hardened steel acquires a useful combination of properties such as high surface hardness and wear resistance without losing toughness in its core. The cementitious mixture used is composed of 90% of activated carbon and 10% of sodium carbonate. Additionally, argon was used for the fluidized bed. Four different cementation tests were carried out by temperature and time variations. Thus, two possible combinations of these parameters were identified as minimum conditions necessary for the proposed process of carburizing which are at 850 °C for 3 hours or at 900 °C for 2 hours. The main objective is to ensure that the process is successfully developed under the suggested conditions. This can be confirmed by the hardness and total case hardening depth analysis. Regarding the total case hardening depth obtained, it affirms that the process has being carried out correctly, for the depth value reached over 0.8 mm. The total case hardening depth is defined as the perpendicular distance from the boundary surface to the end of the hardened area. Moreover, increased hardness in all tests regarding initial material supplied, confirms the presence of a layer with a higher carbon concentration. Finally, besides making sure the process was successful, it is important to emphasize the benefits of using a fluidized bed. This technique makes it an excellent alternative to complement the carburizing process since better results are obtained in terms of uniformity and case hardening depth, as demonstrated in this thesis.
URI : http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/5073
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