documento técnico
Verificación de microestructuras de acero para rodamientos
Sobre Mohan Paladugu
Como especialista en materiales de The Timken Company, Mohan Paladugu explora cómo se forman los diferentes componentes microestructurales de los materiales y cómo se comportan en diferentes condiciones de fabricación y aplicación. Su trabajo sirve como base para nuevos conceptos para mejorar la confiabilidad y el costo del producto. Como experto en microestructura y rendimiento de materiales, Paladugu ha publicado ampliamente los resultados de su trabajo.
Siga a Mohan en LinkedIn
Encuentre más acerca de la investigación de Mohan en ORCID
Los rodamientos son esenciales para el rendimiento de las máquinas con partes giratorias en una amplia variedad de industrias. The Timken Company diseña y fabrica rodamientos conocidos por su alta confiabilidad en aplicaciones exigentes, como la energía eólica, las industrias móviles y de procesos. Nos esforzamos por profundizar continuamente nuestra comprensión acerca de cómo funcionan nuestros productos en estos mercados en crecimiento.
Por ejemplo, en la última década, algunos rodamientos de turbinas eólicas sufrieron daños prematuros debido a la formación de grietas de corrosión blanca por ataque ácido (WEC) en las pistas de los rodamientos. Las WEC son un tipo de daño en los rodamientos, llamadas así por su apariencia blanca de grietas bajo un microscopio óptico. Las WEC a menudo preceden a descamaciones y desprendimientos inesperados de las pistas de rodadura. Sin embargo, se sabe que los rodamientos de Timken soportan este tipo de daños y ofrecen una vida útil más prolongada debido a las características de sus materiales. Sabemos que nuestros aceros y los procesos metalúrgicos asociados dan como resultado una mejor confiabilidad del producto, pero ¿por qué y cuáles son esos mecanismos subyacentes?
La metalurgia es una capacidad central en Timken. Entonces, decidimos profundizar más y determinar los mecanismos para este rendimiento superior del material. En este sentido, hemos probado la vida útil de diferentes materiales, tratamientos térmicos y microestructuras en pruebas a escala de laboratorio relevantes y descubrimos que el rendimiento está relacionado con nuestros parámetros de tratamiento térmico, específicamente cuánto carbono se introduce en el acero durante el tratamiento térmico.
Para comprender mejor los mecanismos a nivel atómico, se estudian los aceros “in situ» utilizando rayos X de alta energía durante el tratamiento térmico y durante la carga de tracción. Trabajé con investigadores en el Reino Unido para examinar cómo cambia la disposición atómica en un acero para rodamientos durante el tratamiento térmico y también durante la carga y descarga.
Los estudios in situ durante el tratamiento térmico brindaron información sobre cómo se forman las fases de refuerzo (martensita o bainita) en el acero para rodamientos y cómo esas fases responden a temperaturas elevadas. Además, enfocamos nuestro estudio en comparar las respuestas de carga de microestructuras de bainita y martensita (con cantidades iguales de austenita retenida) usando difracción de rayos X de sincrotrón in situ.
Nuestros hallazgos sugieren que las características de la red atómica de las principales fases de fortalecimiento (martensita/bainita) determinan la estabilidad de la microestructura bajo carga mecánica. Además, se reconoce que la cantidad de carbono atrapado en la red atómica de la fase de fortalecimiento y la distorsión de la red asociada parecen desempeñar un papel clave en la confiabilidad del acero para rodamientos. Los resultados de nuestras pruebas de vida útil interna de los rodamientos también respaldan estas correlaciones.
La comprensión de estos mecanismos revela cómo y por qué las diferentes microestructuras de acero funcionan de manera diferente en una aplicación determinada, lo que profundiza nuestro conocimiento del producto. Con esta información, podemos optimizar aún más nuestros productos para una mayor vida útil y mejor costo según los requisitos de la aplicación.
Lea los documentos completos aquí:
Difracción de rayos X de sincrotrón in situ durante el templado y revenido de acero SAE 52100
Last Updated: 2022/02/24
Published: 2022/02/11