ACEROS BHOLER
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GRUPO BÖHLER UDDEHOLM
ACEROS BOEHLER DEL PERU S.A.
ACEROS PARA MÁQUINAS : PROPIEDADES, TRATAMIENTOS
TÉRMICOS Y APLICACIONES
PRÁCTICAS
ÖHB LERACEROS ESPECIALES
GRUPO BÖHLER UDDEHOLM
ACEROS BOEHLER DEL PERU S.A.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE
MÁQUINAS Y APLICACIONES
• CARACTERÍSTICAS
• CLASIFICACIÓN
• DEFINICIONES
• ACEROS PARA MAQUINAS
• CONTROL DE CALIDAD
TENACIDAD
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
RESISTENCIA A LA FATIGA
RESISTENCIA A LA TORSIÓN
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN
RESISTENCIA AL DESGASTE
RESISTENCIA A ALTAS TEMPERATURAS
CARACTERÍSTICAS
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
GRUPO BÖHLER UDDEHOLM
ACEROS BOEHLER DEL PERU S.A.
DEFINICIONES
• ENSAYO DE TRACCIÓN
• ENSAYO DE DUREZA
• RESISTENCIA A LA FATIGA
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ESFUERZO
DEFORMACIÓN
sB
sFs
E
RESISTENCIA A LA FATIGA
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
La fatiga es un fenómeno que origina la fractura bajo
esfuerzos repetidos o fluctuantes, con un valor
máximo menor que la resistencia a la tracción del
material (25 – 50% en los aceros).
RESISTENCIA A LA FATIGA
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
r = 100
r = 25
r = 6,5
25
90°
500
400
300
200
100
N/mm2
104 105 106 107 108
Número de ciclos hasta la rotura
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
sB 650 N/mm 2
Ø 25
RESISTENCIA A LA FATIGA
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
0
20
40
60
80
100
40 60 80 100 120 140 160
Resistencia a la tracción en kg/mm2
Dis
min
ució
n d
e l
a r
esis
ten
cia
a la f
ati
ga %
rectificado espejo
Influ
en
cia
de
med
io c
orro
siv
oIn
fluen
cia
del a
cab
ad
os
up
erfic
ial
GRUPO BÖHLER UDDEHOLM
ACEROS BOEHLER DEL PERU S.A.
ACEROS PARA MÁQUINAS
• ACEROS DE BONIFICACIÓN
• ACEROS DE CEMENTACIÓN
• ACEROS DE NITRURACIÓN
• ACEROS PARA MUELLES
• ACEROS RESISTENTES A LA ABRASIÓN
• ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS
• ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS
• ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIÓN
POR TEMPERATURA
¡ Bienvenidos a nuestra
planta !
Somos técnicos e
ingenieros.
Nuestra experiencia y
conocimientos están
a vuestro servicio.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE BONIFICACIÓN
Alto límite de fluencia, resistencias a la tracción,
fatiga, excelente tenacidad; luego de ser
BONIFICADOS (Templados y revenidos).
Uniformidad de las propiedades mecánicas a
través de toda la sección.
Para elementos de máquinas con mayores
secciones transversales: aleaciones de cromo,
níquel o molibdeno, entre otros.
Para dimensiones pequeñas, los aceros al
carbono
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE BONIFICACIÓN:
APLICACIONES
VCN (BÖHLER V155):
Acero de alta resistencia. Piezas
exigidas de grandes secciones
transversales. Ejes de
propulsión, barras de conexión,
eje piñón, ejes de torsión,
cigueñales, rotores, ejes de
transmisión, pernos SAE grado 8,
DIN grado 10 y 12.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE BONIFICACIÓN:
APLICACIONES
VCL (BÖHLER V320):
Acero de alta resistencia. Piezas exigidas de
medianas secciones transversales. Cigueñales de
prensas excéntricas, engranajes de alta velocidad,
ejes de bombas, ejes dentados, pernos SAE grado 8,
DIN grado 10 y 12.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE BONIFICACIÓN:
APLICACIONES
H (BÖHLER V945):
Acero al carbono. Elementos
de máquinas de pocas
exigencias mecánicas. Ejes,
árboles de transmisión,
pasadores, chavetas, pernos
SAE grado 2 (recocido), grado
5 (bonificado).
TEMPLE Y REVENIDO
(BONIFICACIÓN) AUMENTA LA DUREZA DEL MATERIAL
AUMENTA RESISTENCIA MECANICA
AUMENTA RESISTENCIA AL DESGASTE
AIRE
BAÑO
ACEITEAGUA
T
C
Tiempo t
800-1200TEMPLE
REVENIDO
BAÑO DE SALES
TEMPLE AL ACEITE
TEMPLE AL AGUA
Necesito un perno SAE GRADO 8… Para mi suegra que
se ha vuelto LOCA!!
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
VCL
VCN
58,8
Acero de medio
carbono templadoy revenido
¼ - 1
1 - 1 ½
25 RC
19 RC
34 RC
30 RC
H1
VCN2
2
810,9
Acero aleado demedio carbonotemplado yrevenido
¼ -1 ½ 33 RC 39 RC 1
VCL1
12,9Acero aleado demedio carbono
templado yrevenido
¼ -1 ½ 39 RC 44 RC VCN1
VCL1
2
14,6
5,8 Acero de bajo omedio carbono
¾ - 1 ½
¼ - ¾ 80 RB
100 RB
100 RB
90 RB70 RB¼ -1 ½
RockwellDureza
medio carbonoAcero de bajo o
GRADOSAEJ429
DIN ISO898
MATERIAL DiámetroNominal MIN. MAX.
AceroRecomendado
E 920
70 RBH
1Requiere de tratamiento térmico adicional de temple y revenido.
2
dureza necesaria).
No requiere tratamiento térmico adicional (pues ya vienen bonificados con la
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Profundidad de temple (mm)
Du
reza (
HR
C)
H
VCL
VCN
PLANTA DE TRATAMIENTOS
TERMICOS - LIMA
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE CEMENTACIÓN
Aceros con bajo contenido de carbono ( de 0,05 a
0,25).
Se utilizan en partes de máquinas que giran o
deslizan a velocidad y por tanto, requieren una
gran dureza superficial que le otorgue resistencia
al desgaste y simultáneamente buena tenacidad o
resistencia al impacto debido a los esfuerzos
dinámicos a que están sometidos.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
BÖHLER E230 – ECN : De alta tenacidad hasta el
núcleo y alta resistencia al desgaste (cementado).
Ejemplos: Ruedas dentadas,
engranajes, chavetas, piñones,
cigüeñales, ejes piñón de alta
exigencia. Piezas de cualquier
dimensión que deban ser
cementadas, en las que no se
permite mayores deformaciones
en el tratamiento térmico y en
las que se requiere una óptima
resistencia en el núcleo (90 –
130 kg/mm2).
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
BÖHLER BP280 – BARRA PERFORADA:
De buena tenacidad hasta el núcleo y resistencia
al desgaste (cementado). También es posible de
bonificar para algunas aplicaciones.
Ejemplos:
Engranajes, cremalleras,
cuerpos de bombas,
anillos, separadores, ejes
huecos, rodillos, levas,
bocinas.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
BÖHLER E920 – SAE 1020:
Acero de bajo carbono (no aleado). Limitada
resistencia al desgaste y muy escasa tenacidad
en el núcleo. Se aplica en piezas pequeñas y de
formas regulares en las que pueden admitirse
mayores deformaciones en tratamiento térmico.
Ejemplos:
Palancas, acoples, tornillos, bocinas, partes
prensadas o matrizadas, partes de cadenas.
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE CEMENTACIÓN: APLICACIONES
Existen factores que determinan el espesor
de la capa cementada entre los cuales se
pueden destacar los siguientes:
- El tipo de material que se va cementar.
- Espesor del diente (módulo).
- Tolerancia
Existen además algunas fórmulas como la
propuesta por CASILLAS que indica:
Profundidad Cementación (mm) = 0,235 x Módulo
C
AIRE
T
C
Tiempo t
850 - 950
Mantenimiento
CEMENTACION
TEMPLE REVENIDO
C
C
C
C
C
C
C
A
A
B
B
C
C D
D
PROCESOS DE CEMENTACIÓN
ACEROS Y LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
PROCESOS DE CEMENTACIÓN
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Definición
En los procesos térmicos de
temple o cementación no es
posible lograr la
transformación a martensita.
Por esta razón se someten
los aceros a temperaturas
inferiores a la temperatura
ambiente para procurar una
mayor transformación.
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Tipos
La práctica identifica dos tipos fundamentales:
• Tratamiento Sub-Cero: “Ligero” a temperaturas
del orden de -80ºC.
• Tratamiento Criogénico: “Profundo” a
temperaturas del orden de -190ºC.
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Ventajas
• Aumenta dureza
• Eleva resistencia al desgaste
• Incrementa estabilidad dimensional
• Disminuye las tensiones residuales
• Incrementa la resistencia a la corrosión
• Mayor resistencia a la fatiga
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Ventajas
DUREZA HRC: 63 64 64 64DUREZA HRC: 60 62 62 60
CON SUB-CEROCONVENCIONAL
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Ventajas
Acero BÖHLER K100
Acero: BÖHLER K100
CON SUB-CEROCONVENCIONAL
SIN SUB-CERO
840 CORTES 6926 CORTES
TRATAMIENTOS CRIOGÉNICOS: Ventajas
ACEROS Y LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
PROCESO SUB-CERO
T
C
Tiempo t
TEMPLE
REVENIDO
SUB-CERO
• AUMENTA DUREZA
• ELEVA RESISTENCIA AL DESGASTE
• INCREMENTA ESTABILIDAD DIMENSIONAL
• MAYOR RESISTENCIA A LA FATIGA
• DISMINUYE LAS TENSIONES RESIDUALES
ACEROS Y LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
PROCESO SUB-CERO
A nivel mundial, actualmente el proceso
de Sub-cero es usual en engranajes de
altas exigencias.
En el Perú se viene utilizando de manera
exitosa desde hace tres años.
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE NITRURACIÓN
Todas las aleaciones ferrosas se pueden nitrurar.
Los aleantes particularmente importantes para
este proceso termoquímico son el cromo y
aluminio que forman nitruros muy resistentes.
El proceso de nitruración TENIFER, consiste en
mantener las piezas en un medio en cual se
produce la difusión de nitrógeno en el acero.
La dureza y el espesor total de las capas
dependen del tipo de acero.
TOTAL DE CAPA NITRURADA
Tenifer 580 C
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,5 1 2 3
Tiempo de tratamiento en horas
Ca
pa
nit
rura
da
tota
l en
mm
o
E 920
V 945
34Cr4
V 320
50CrV4
E 115
V 155
K 100
W 302
GG
A 604
NITRURACIÓN EN BAÑO DE SALES: TENIFER
DISTRUBUCIÓN DE DUREZATenifer 580 C, 2 horas
200
400
600
800
1000
1200
0 0,1 0,2 0,3 0,4Profundidad de penetración mm
Du
reza
Vic
kers
H
V0,3
kg
/mm
2o
K 100
W 302
0,5
GG V 945
V 320
NITRURACIÓN EN BAÑO DE SALES: TENIFER
INCREMENTO DE LA RESISTENCIA A LA
FATIGA
Recubrimiento
de cromo
Estado Natural
90 min TF1 AB1
(400°C) W + Lapeado
20min AB1 W
C45N
Probeta entallada =2. = 10/7mm
Re
sis
ten
cia
a la f
ati
ga
500
N/mm2
100
200
300
400
104 105 106 107
Ciclos
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN
100
75
50
25
0
88h
88h
88h 88h
72h72h
336h336h
ASTM B -- 117 Niebla salinaÁrea superficial corroída
Cromo duro Niquelado
Temperatura de superficie
Condiciones de ensayo: eje, tiempo (h) en pulg.
Nitruración TENIFER
ACEROS PARA ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ACEROS DE NITRURACIÓN
Óptimas propiedades de deslizamiento junto a
una elevada resistencia al desgaste, hasta 500 ºC.
Eleva la resistencia a la fatiga frente a esfuerzos
de flexión y torsión.
Muy alta resistencia a la corrosión.
Estabilidad dimensional, las piezas deberán estar
distensionadas y limpias.
Escasa formación de óxidos por rozamiento en
piezas ajustadas.
Se aplica en piezas ya bonificadas y con sus
dimensiones finales.
PLANTA DE TRATAMIENTOS
TERMICOS - LIMA
APLICACIONES
AMUTIT S (BOEHLER K460)
AMUTIT S (BOEHLER K460) ESPECIAL K (BOEHLER K100)
VCN (BOEHLER V155) ANT. 316L (BOEHLER A200)
Para buscar cualquier información:
www.bohlerperu.com
www.acerosbohler.com