Caracterización micromecánica y macromecánica del acero D3 tratado térmicamente para herramientas de corte y estampado de alto rendimiento

Abstract

El objetivo de la tesis es mejorar las propiedades mecánicas del acero D3 mediante los tratamientos térmicos de temple y revenido. Para el temple se calentó el acero a temperaturas de 960, 990 y 1200 º C enfriando posteriormente la probeta en agua y para el revenido se usaron temperaturas de 200, 300 y 400 º C, realizándose dos revenidos de una hora de duración cada uno. Se obtuvieron diferentes resultados en la máxima resistencia a la tracción, el esfuerzo de fluencia, la Dureza Rockwell C, y el ensayo de impacto. Asimismo, se realizó la metalografía en cada caso. También, se ha realizado un análisis de las deformaciones empleando la técnica de caracterización de material. De lo mencionado anteriormente, esta tesis propone un adecuado tratamiento térmico de calentamiento lento con dos precalentamientos intermedios a 400 °C y 800 °C, con una duración de 30 minutos cada uno, tomando en cuenta que la conductividad térmica del acero es menor a bajas temperaturas, por lo que el calentamiento origina tensiones térmicas que aumentan el peligro de deformación y agrietamiento de las piezas. También, se propone un tiempo de permanencia de 120 minutos a la temperatura de austenización y un enfriamiento a 0°C, para favorecer el pase a la solución de los carburos secundarios presentes en la microestructura, seguido de revenido simple para transformar la austenita retenida en martensita y revenido doble para transformar la martensita en martensita revenida. Por último, para disminuir esas tensiones internas durante el calentamiento se propone calentamiento lento y dos precalentamientos a 400 °C y 800 °C.

The objective of the thesis is to improve the mechanical properties of D3 steel through heat treatment of quenching and tempering. For tempering, the steel was heated to temperatures of 960, 990 and 1200 ºC, subsequently cooling the specimen in water, and temperatures of 200, 300 and 400 ºC were used for tempering, with two temperings lasting one hour each. Different results were obtained in the maximum tensile strength, yield stress, Rockwell C Hardness, and the impact test. Likewise, metallography was performed in each case. Also, an analysis of the deformations has been carried out using the material characterization technique. From the aforementioned, this thesis proposes an adequate slow heating thermal treatment with two intermediate preheats at 400 ° C and 800 ° C, each lasting 30 minutes, taking into account that the thermal conductivity of steel is lower at low temperatures. temperatures, so that heating causes thermal stresses that increase the danger of deformation and cracking of the parts. Also, a residence time of 120 minutes is proposed at the austenitization temperature and a cooling to 0 ° C, to favor the passage into solution of the secondary carbides present in the microstructure, followed by simple tempering to transform the retained austenite into martensite and double tempered to transform martensite into tempered martensite. Finally, to reduce these internal stresses during heating, slow heating and two preheating at 400 ° C and 800 ° C are proposed.