ESFUERZOS RESIDUALES GENERADOS EN EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE TEMPLE PARA UN CILINDRO DE ACERO DE MEDIO CARBONO, SIMULACIÓN POR ELEMENTOS FINITOS Y VERIFICACIÓN EXPERIMENTAL

Resumen

El objetivo de este trabajo es analizar la distribución de los esfuerzos residuales que surgen tanto de las variaciones volumétricas asociadas a las transformaciones de fase como de los gradientes térmicos producidos durante el enfriamiento, en un tratamiento térmico de temple de un cilindro de acero AISI/SAE 4340. El modelo matemático desarrollado con este objetivo, utiliza el programa AC3 para tratamientos térmicos, el cual prevé curvas de transformación, curvas de enfriamiento,  microestructura dureza del material en 20 posiciones entre la superficiey el centro del cilindro, para alimentar un modelo no lineal elasto-plástico de acoplamiento termo-mecánico desarrollado a través del  método de elementos finitos. Los valores de las propiedades físicas y mecánicas requeridos en el modelo, fueron incluidos teniendo en cuenta la dependencia de la temperatura y las fases presentes, en función del tiempo de tratamiento. La  verificación experimental del modelo numérico se efectuó por medio  de  difracción  de  rayos  X  utilizando  el  método  de  sen2ψ.  Los resultados  del  modelo  numérico  y  experimental  tuvieron  compatibilidad  significativa  y  mostraron  campos  de  esfuerzos residuales de compresión en la superficie con valores superiores en la dirección tangencial.