Sandra María San Miguel lza

RESUMEN

El presente trabajo se enfoca en el desarrollo de un proceso optimizado de endurecimiento superficial de un acero con 0.30% C, 1.32% Mn, 0.10% Cr y 0.15% Ni mediante tratamiento termoquímico de boruración, con probetas de acero expuestas a carburo de boro (B₄C) granulado colocadas en una caja hermética en el interior de un horno manejando temperaturas de 800, 925 y 1050 °C con tiempos de 4, 6 y 8 h, obteniéndose el perfil de difusión del boro de 46.12 a 130.02 µm, de acuerdo a los resultados obtenidos se observó que a mayor tiempo de exposición de B₄C y a mayores temperaturas, la capa de difusión de boro es mayor, y la dureza y microdureza aumentan. El tratamiento optimo permite que el acero alcance durezas de 71.5 HRC y la microdureza hasta 1172 HV. Como resultado del tratamiento la dureza se incrementó más de cinco veces en comparación en el espécimen no tratado que sólo fue de aproximadamente 220 HV. Las transformaciones de la capa resultante de las probetas se examinaron y caracterizaron por microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, medición de dureza y microdureza.

Otra técnica utilizada fue la tribología, se realizaron pruebas de desgaste a las probetas con mayores microdurezas probetas que fueron sometidas a 1050 °C a 4.6 y 8 h respectivamente y fueron comparadas con el metal base. En la cual se observó que la que tuvo mejor comportamiento coeficiente de desgaste fue el metal base con valor de 1.181E-5 mm³ /Nm y la probeta tratada a 1050 °C u 8 h, con valor de 1.0293E-4 mm³ /Nm.

En este estudio se corrobora que los tratamientos a 800 °C no favorecen la difusión debido a que no se alcanza la energía de difusión intersticial del boro dentro del hacer, en cambio para los aceros que se realizaron a 1050 °C si se genera una buena difusión hasta de 130.02 µm.

Palabras clave: Carburo de boro, tratamiento termoquímico, dureza y microdureza.

ABSTRACT

The present work focuses on the development of an optimized process of surface hardening of a steel with 0.30% C, 1.32% Mn, 0.10% Cr and 0.15% Ni by means of thermochemical treatment of boruration, with steel specimens exposed to boron carbide (B₄C) granules placed in an airtight box inside an oven handling temperatures of 800, 925 and 1050 °C, with times of 4, 6 and 8 h, obtaining the diffusion profile of the boron from 46.12 to 130.02 µm, of according to the results obtained, it was observed that the longer the exposure time of B₄C and at higher temperatures, the boron diffusion layer is greater, and the hardness and microhardness increase. The optimal treatment allows the steel to reach hardnesses of 71.5 HRC and the microhardness up to 1172 HV. As a result of the treatment the hardness increased more than five times compared to the untreated specimen that was only approximately 220 HV. The transformations of the resulting layer of the specimens were examined and characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, hardness and microhardness measurement.

Another technique used was tribology, wear tests were performed on the specimens with the highest microhardness specimens that were subjected to 1050 °C at 4, 6 and 8 h respectively and were compared with the base metal. In which it was observed that the one that had the best performance of wear coefficient was the base metal with a value of 1.181E-5 mm³/Nm and the test piece treated at 1050 °C and 8 h, with a value of 1.0293E-4 mm³/Nm.

In this study, it is corroborated that treatments at 800 °C do not favor diffusion because the interstitial diffusion energy of boron within the steel is not reached, on the other hand for steels that were carried out at 1050 °C if a good diffusion up to 130.02 µm.

Keywords: Boron carbide, thermochemical treatment, hardness and microhardness.

“ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL DE UN ACERO CON 0.30% C, 1.32% Mn, 0.10% Cr y 0.15% Ni, MEDIANTE TRATAMIENTO TERMOQUIMICO DE BORURADO”