Caracterización de la dureza del acero Chronit 400 sometido a fricción rotacional a 70rpm y 700 rpm con una carga aplicada de 5 kg en intervalos de tiempos de 1 a 6 horas
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http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30557
Título : | Caracterización de la dureza del acero Chronit 400 sometido a fricción rotacional a 70rpm y 700 rpm con una carga aplicada de 5 kg en intervalos de tiempos de 1 a 6 horas |
Autor : | Viracocha Inlago, Melanie Estefania |
Director de Tesis: | Guaño Arias, Sonia Elizabeth |
Resumen traducido: | This research focused on characterizing the hardness and friction resistance of Chronit 400 steel, aiming to predict its performance and service life under prolonged service conditions, especially in harsh environments with abrasive substances that accelerate wear. To this end, the friction resistance of steel specimens was evaluated by applying controlled stresses. The experimentation consisted of subjecting circular specimens with a central groove to friction tests against hardened spheres. The rotation of the specimens in a lathe, at speeds of 70 and 700 rpm, generated friction under a constant force of 5 kgf for consecutive periods of 1 to 6 hours. Subsequently, the hardness of the specimens was measured to analyze the effects of wear and characterize their resistance to plastic deformation. The results revealed a significant increase in material hardness after machining, with hardness increasing from 42.9 HRC (as-supplied condition) to 56.7 HRC (a 32.17% increase). Friction hardening was even more pronounced at 700 rpm, reaching a maximum hardness of 66.6 HRC, compared to 59.56 HRC obtained at 70 rpm (an 11.82% difference between the two studies). It was also observed that most of the work hardening occurred within the first 3 hours of friction, subsequently stabilizing at both rotation speeds. However, the speed directly influenced the maximum hardness value achieved, as a higher rotation speed resulted in a higher plastic deformation rate, confirming this as the main hardening mechanism. Similarly, the test curves allowed for the development of numerical approximations using 4th-degree polynomials, with high correlation coefficients (R² of 0.99 and 0.98 for each experiment, respectively), enabling the inference of behavior at higher speeds and the prediction of hardness during service life. It was found that Chronit 400 steel tends to harden by deformation, especially in the surface layers (58 HRC to 66 HRC), exceeding the hardness of the inner layers and, therefore, increasing its wear resistance. It is worth noting that no excessive material detachment was observed during friction at low speeds. |
Resumen : | Esta investigación se centró en la caracterización de la dureza y la resistencia a la fricción del acero Chronit 400, con el objetivo de predecir su desempeño y vida útil en condiciones de servicio prolongado, especialmente en ambientes hostiles con sustancias abrasivas que aceleran el desgaste. La experimentación consistió en someter probetas circulares con una ranura central a pruebas de fricción contra esferas templadas. La rotación de las probetas en un torno, a velocidades de 70 y 700 rpm, generó la fricción bajo una fuerza constante de 5 kgf durante periodos consecutivos de 1 a 6 horas, midiendo posteriormente la dureza de las probetas para analizar los efectos del desgaste y caracterizar su resistencia a la deformación plástica. Los resultados revelaron un incremento significativo en la dureza del material tras el mecanizado, la dureza aumentó de 42.9 HRC (estado de suministro) a 56.7 HRC (un incremento del 32.17%). El endurecimiento por fricción fue aún más pronunciado a 700 rpm, alcanzando una dureza máxima de 66.6 HRC, en comparación con los 59.56 HRC obtenidos a 70 rpm (una diferencia del 11.82% entre ambos estudios). Igualmente se observó que la mayor parte del endurecimiento por trabajo ocurrió en las primeras 3 horas de fricción, estabilizándose posteriormente en ambas velocidades de rotación. Sin embargo, la velocidad influyó directamente en el valor máximo de dureza alcanzado, ya que a mayor velocidad de rotación, mayor fue la tasa de deformación plástica encontrada, confirmando este como el principal mecanismo de endurecimiento. De igual manera, las curvas de los ensayos realizados permitieron desarrollar aproximaciones numéricas mediante polinomios de grado 4, con altos coeficientes de correlación (R² de 0.99 y 0.98 para cada experimento respectivamente), lo que posibilita inferir el comportamiento a mayores velocidades y predecir la dureza durante el tiempo de uso, constatándose que el acero Chronit 400 tiende a endurecerse por deformación, especialmente en las capas superficiales (58 HRC a 66 HRC), superando la dureza de las capas internas y, por ende, aumentando su resistencia al desgaste. Cabe destacar que no se observó un desprendimiento excesivo de material durante la fricción a bajas velocidades. |
Palabras clave : | MECÁNICA ASPEREZA DE SUPERFICIE ACERO FRICCIÓN ROTACIONAL |
Fecha de publicación : | jun-2025 |
URI : | http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30557 |
Idioma: | spa |
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