Efecto del Tamaño de Grano Austenítico en el Comportamiento Mecánico para los Aceros AISI 1045 y 4140 Mediante Experimentación y Modelado

Abstract

Los aceros de medio C son ampliamente utilizados en la fabricación de piezas y componentes mecánicos tales como engranajes, ejes, pernos, acoplamientos, husillos, ruedas dentadas, bielas y cigüeñales, debido a su buena resistencia mecánica, tenacidad y resistencia al desgaste. Muchas investigaciones para este tipo de aceros se han enfocado en estudiar el comportamiento al desgaste, deformación y análisis de propiedades mecánicas a temperaturas elevadas. Sin embargo, existen pocos estudios que se han enfocado en evaluar su comportamiento mecánico en función del tamaño de grano austenítico (TGA). En esta investigación, se presentan los resultados experimentales y mediante modelado numérico, del efecto del TGA antes del temple en dos aceros de medio C, AISI 1045 y 4140, con la finalidad de determinar las condiciones óptimas de procesamiento para obtener las propiedades mecánicas deseadas. El tamaño de grano fue evaluando entre 5 y 110 µm. Se utilizaron técnicas experimentales para determinar la microestructura, resistencia a la cedencia, resistencia a la tensión, la dureza y pruebas de dilatometría de temple para determinar su deformación. Los resultados simulados fueron obtenidos mediante el software JMatPro. De estos resultados se pueden mencionar que el TGA juega un papel importante en la evolución de las propiedades mecánicas para los aceros estudiados. Cuando el TGA fue superior a 15 y 45 µm para los aceros AISI 4140 y 1045 respectivamente, las propiedades mecánicas estuvieron en rangos más elevados.  Los resultados mediante JMatPro estuvieron muy cercanos a los obtenidos experimentalmente, validando la simulación numérica en la predicción de las propiedades mecánicas estudiadas.