{"id":8546,"date":"2019-07-18T13:43:07","date_gmt":"2019-07-18T13:43:07","guid":{"rendered":"https:\/\/paulo19.wpengine.com\/?p=8546"},"modified":"2024-01-16T23:12:38","modified_gmt":"2024-01-16T23:12:38","slug":"case-study-unconventional-treatment-improves-quality-of-constant-tension-bands","status":"publish","type":"resources","link":"https:\/\/www.paulo.com\/es\/resources\/estudio-de-caso-tratamiento-no-convencional-mejora-la-calidad-de-las-bandas-de-tension-constante\/","title":{"rendered":"Estudio de caso: Un tratamiento no convencional mejora la calidad de las bandas de tensi\u00f3n constante"},"content":{"rendered":"<p>La mejora de las caracter\u00edsticas f\u00edsicas de los componentes met\u00e1licos requiere a menudo tratamientos muy precisos que los llevan al borde de la destrucci\u00f3n. Es una peculiaridad de la metalurgia a la que se enfrentan constantemente los tratadores t\u00e9rmicos.<br \/>\nHace varios a\u00f1os, un antiguo cliente nos pidi\u00f3 que investig\u00e1ramos el tratamiento t\u00e9rmico de las bandas de tensi\u00f3n constante que suministraba a importantes empresas estadounidenses <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/industries\/automotive-heavy-truck\/\">automoci\u00f3n<\/a> fabricantes. El tratamiento t\u00e9rmico de estas piezas era complejo. Incluso las m\u00e1s m\u00ednimas condiciones fuera de las especificaciones pod\u00edan hacer fracasar las pruebas de calidad.<br \/>\nEn este caso, necesit\u00e1bamos averiguar c\u00f3mo reducir el riesgo de que las bandas de tensi\u00f3n constante fallaran debido a la fisuraci\u00f3n por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<br \/>\nDespu\u00e9s de controlar innumerables variables durante nuestra rigurosa investigaci\u00f3n, rompimos algunas reglas cardinales en el camino para perfeccionar el proceso de tratamiento t\u00e9rmico y mejorar la calidad de las bandas.<\/p>\n<h2>Riesgo inherente en un entorno de servicio severo<\/h2>\n<p>ASM International define el agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n como \"un proceso de fallo que se produce debido a la presencia simult\u00e1nea de tensi\u00f3n, un entorno y un material susceptible. Los fallos suelen adoptar la forma de finas grietas que penetran profundamente en el metal, con poca o ninguna evidencia de corrosi\u00f3n en la superficie cercana o distorsi\u00f3n de la estructura circundante\".<br \/>\nLas bandas de tensi\u00f3n constante que fabricaba nuestro cliente estaban dise\u00f1adas para garantizar que las mangueras de goma de los coches y camiones mantuvieran un ajuste perfecto. Estaban hechas de acero para muelles 6150, la aleaci\u00f3n por defecto utilizada para esta aplicaci\u00f3n.<br \/>\nPero bajo el cap\u00f3 o bajo el chasis se encuentra un entorno de servicio duro con corrosivos como la sal de la carretera y el agua. En este entorno se cumplen los criterios de riesgo de agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n:<\/p>\n<ul>\n<li>El acero 6150 es susceptible de sufrir grietas por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<\/li>\n<li>Hay una fuente de corrosi\u00f3n.<\/li>\n<li>La pieza est\u00e1 bajo tensi\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Bandas de tensi\u00f3n constante Austempering 6150<\/h2>\n<p>Las especificaciones de la pieza requer\u00edan que las bandas de tensi\u00f3n constante fueran <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/services\/heat-treating\/austempering\/\">austempered<\/a> y luego <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/different-media-quenching-metal-explained\/\">enfriado en un ba\u00f1o de sal fundida<\/a> con una dureza de unos 50 HRC.<br \/>\nEl austemplado produce bainita, una caracter\u00edstica estructural del acero que se sabe que es menos susceptible de sufrir grietas por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n. Para garantizar que la pieza conserva esa estructura al tiempo que alcanza la dureza deseada, tuvimos que ajustar nuestros ba\u00f1os de sal a una temperatura s\u00f3lo diez grados por encima del punto de inicio martens\u00edtico del acero 6150. El punto de inicio martens\u00edtico es la temperatura a la que la estructura del acero que se est\u00e1 enfriando empieza a pasar de bainita a martensita. Ten\u00edamos que evitar esta transici\u00f3n porque la martensita est\u00e1 asociada a un mayor riesgo de agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<br \/>\nEn otras palabras, el \u00e9xito del tratamiento t\u00e9rmico requer\u00eda unos par\u00e1metros de proceso que se acercaban cr\u00edticamente a las circunstancias que provocar\u00edan el fracaso de las pruebas de calidad y el posible fallo de la pieza.<br \/>\nEs el equivalente metal\u00fargico de enhebrar una aguja, por lo que realizamos frecuentes pruebas de tensi\u00f3n en las piezas. Si las bandas de tensi\u00f3n constante no se comportan como es debido, las mangueras pueden soltarse de sus conexiones y provocar graves problemas en el motor.<br \/>\nEn este caso, las pruebas revelaron que hab\u00eda que reprocesar m\u00e1s lotes de los que el cliente toleraba. Ninguna de las pruebas cr\u00edticas para la seguridad dio como resultado un fallo y los fabricantes de autom\u00f3viles o los conductores no se\u00f1alaron ning\u00fan problema, pero un temor constante se cern\u00eda sobre nuestro cliente.<\/p>\n<h2>Un sensor defectuoso, una infracci\u00f3n intencionada de las normas y un problema resuelto<\/h2>\n<p>Las especificaciones de los fabricantes de equipos originales exig\u00edan que nuestro cliente desarrollara un experimento para averiguar lo que ocurr\u00eda. Nos toc\u00f3 a nosotros realizar las pruebas. Hacerlo bien significaba controlar y anotar miles de variables del proceso.<br \/>\nEn primer lugar, despu\u00e9s de que las piezas recibieran el tratamiento t\u00e9rmico especificado, se colocaron en un mandril de pl\u00e1stico que aplicaba una carga cercana a su nivel de tensi\u00f3n de fluencia.<br \/>\nA continuaci\u00f3n, se sumergieron las piezas en una soluci\u00f3n de \u00e1cido clorh\u00eddrico concentrado. Si las piezas no se romp\u00edan antes de que transcurrieran ocho minutos, era un \u00e9xito.<br \/>\nLas pruebas se desarrollaron con normalidad, hasta que un d\u00eda, nada sali\u00f3 mal.<br \/>\nFue una suerte que control\u00e1ramos tan de cerca los par\u00e1metros del proceso. Al revisar todos los datos recogidos durante el tratamiento t\u00e9rmico y la prueba de corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n, descubrimos una anomal\u00eda: la cantidad real de carbono presente en el horno durante el austempering era inferior a la indicada. La culpa del d\u00e9ficit de carbono la ten\u00eda un sensor defectuoso, a pesar de que nuestro equipo hab\u00eda calibrado el horno al punto de ajuste correcto.<br \/>\nEste es un detalle cr\u00edtico. La doctrina metal\u00fargica establece que para conseguir las caracter\u00edsticas deseadas para el acero para muelles 6150 que utilizamos, el punto de ajuste del carbono en el horno debe coincidir con el contenido de carbono del acero. El equilibrio entre la pieza y la atm\u00f3sfera garantiza que el contenido de carbono de la pieza no cambie durante el tratamiento.<br \/>\nEl bajo punto de ajuste del carbono real cre\u00f3 un desajuste que dio lugar a una ligera descarburaci\u00f3n del acero: se hab\u00eda extra\u00eddo algo de carbono de la pieza.<br \/>\nNuestros metal\u00fargicos estaban desconcertados. La descarburaci\u00f3n en esta aplicaci\u00f3n es un no-no porque altera el punto de partida martens\u00edtico, aumentando las posibilidades de que se forme martensita. Recordemos que la formaci\u00f3n de martensita para esta aplicaci\u00f3n se entend\u00eda como algo malo.<br \/>\nLa verdad es que ten\u00eda muy buena pinta. Empezamos a experimentar con condiciones de tratamiento \"incorrectas\", bajando a prop\u00f3sito el punto de ajuste del carbono. La pieza no fall\u00f3 en la prueba de agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<br \/>\nTambi\u00e9n hicimos m\u00e1s ajustes en el proceso, incluido el austemplado por encima de los 1.550 grados Fahrenheit especificados. El resultado fue una mejor disoluci\u00f3n de los carburos primarios en la pieza.<br \/>\nPara confirmar que hab\u00edamos descubierto un proceso que dar\u00eda lugar a muchos menos fallos en las pruebas de agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n, reforzamos los par\u00e1metros de nuestras pruebas internas. En lugar de controlar los fallos tras ocho minutos de inmersi\u00f3n en la soluci\u00f3n de \u00e1cido clorh\u00eddrico, lo aumentamos a 12 minutos.<br \/>\nTodav\u00eda no hay fallos.<\/p>\n<h2>Por qu\u00e9 creemos que ha funcionado<\/h2>\n<p>Sospechamos que la mejora de las caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas que observamos fue el resultado de esta secuencia de acontecimientos:<\/p>\n<ol>\n<li>Cuando el punto de ajuste de carbono m\u00e1s bajo en el horno provoc\u00f3 una ligera descarburaci\u00f3n de la pieza, prepar\u00f3 el terreno para la formaci\u00f3n de martensita durante el enfriamiento.<\/li>\n<li>La martensita se expande cuando se forma y ocupa m\u00e1s espacio que la bainita.<\/li>\n<li>La formaci\u00f3n de la martensita probablemente ejerce una tensi\u00f3n de compresi\u00f3n en la superficie de la pieza.<\/li>\n<li>Esta tensi\u00f3n de compresi\u00f3n a\u00f1adida reducir\u00eda la tensi\u00f3n operativa en la superficie de la pieza, mitigando una de las tres condiciones conocidas que provocan el agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<\/li>\n<\/ol>\n<p>A continuaci\u00f3n se presentan fotograf\u00edas tomadas al microscopio que muestran la estructura de las bandas de tensi\u00f3n constante tratadas a diferentes temperaturas.<br \/>\nEn primer lugar, una vista de la superficie ampliada 50 veces de las piezas austempladas a 1690, 1650 y 1600 grados Fahrenheit:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Surface-structure-50x.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-8550\" src=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Surface-structure-50x.jpg\" alt=\"Estructura de la superficie de la banda de tensi\u00f3n constante del autom\u00f3vil 6150\" width=\"800\" height=\"160\"><\/a><br \/>\nA continuaci\u00f3n, una vista ampliada a 400x cerca de la superficie de las piezas austempladas a las diferentes temperaturas:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Near-surface-structure-400x.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-8549\" src=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Near-surface-structure-400x.jpg\" alt=\"Estructura cercana a la superficie de la banda de tensi\u00f3n constante del autom\u00f3vil 6150\" width=\"800\" height=\"157\"><\/a><br \/>\nPor \u00faltimo, una vista ampliada a 1000x de los n\u00facleos de las piezas austempladas:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Core-structures-1000x.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-8548\" src=\"https:\/\/paulo.com\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/Core-structures-1000x.jpg\" alt=\"Estructura del n\u00facleo de la banda de tensi\u00f3n constante para autom\u00f3viles 6150\" width=\"800\" height=\"195\"><\/a><br \/>\nUna vez que se ha llegado a una nueva receta de tratamiento t\u00e9rmico, se la presentamos al cliente. \u00c9ste aprob\u00f3 nuestros cambios bas\u00e1ndose en los datos convincentes que recogimos. Su negocio mejor\u00f3 de dos maneras.<br \/>\nEn primer lugar, con muchos menos fallos en las pruebas de resistencia, muchos menos lotes requer\u00edan reajustes, lo que en \u00faltima instancia reduc\u00eda los costes de fabricaci\u00f3n. En segundo lugar, el cliente ya no viv\u00eda en un estado de miedo constante.<\/p>\n<h3>Paulo resuelve misterios a diario<\/h3>\n<p>\u00bfSu actual procesador t\u00e9rmico es incapaz de averiguar por qu\u00e9 las piezas siguen fallando? \u00bfEst\u00e1 desarrollando una pieza totalmente nueva o considerando un redise\u00f1o de la misma?<br \/>\nTanto si necesita llegar al fondo de sus misterios m\u00e1s obstinados como si quiere ir m\u00e1s all\u00e1 para ver qu\u00e9 es posible, a nuestros metal\u00fargicos les encanta jugar a ser detectives. Obtener respuestas empieza por ponerse en contacto con nuestro equipo. <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/contact-us\/\">Contacte con nosotros ahora<\/a>.<\/p>\n\n<section id=\"block_d545c8d0b71c70690700c93a52faa748\"\nclass=\"resources-related-sidebar\">\n        <div class=\"tax-container\">\n                            <strong>Mercados<\/strong>\n                <ul>\n                                                                    <li>\n                                                            <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/markets\/automovil-camion-pesado\/\">Autom\u00f3viles<\/a>\n                                                    <\/li>\n                                    <\/ul>\n                            <strong>Procesos<\/strong>\n                <ul>\n                                                                    <li>\n                                                            <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/capabilities\/procesa\/tratamiento-termico\/austempering\/\">Austempering<\/a>\n                                                    <\/li>\n                                    <\/ul>\n                            <strong>Equipo<\/strong>\n                <ul>\n                                                                    <li>\n                                                            <a href=\"https:\/\/www.paulo.com\/es\/capabilities\/equipo\/hornos-continuos-austemper\/\">Horno Austemper continuo (Salt Quench)<\/a>\n                                                    <\/li>\n                                    <\/ul>\n                            <strong>Materiales<\/strong>\n                <ul>\n                                                                    <li>\n                                                            <span>Aceros para muelles<\/span>\n                                                    <\/li>\n                                    <\/ul>\n                            <strong>Piezas<\/strong>\n                <ul>\n                                                                    <li>\n                                                            <span>Clips<\/span>\n                                                    <\/li>\n                                    <\/ul>\n                    <\/div>\n<\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mejorar las caracter\u00edsticas f\u00edsicas de los componentes met\u00e1licos requiere a menudo tratamientos muy precisos que los llevan al borde de la destrucci\u00f3n. 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