Análisis Microscópico de un dado de forja para cigüeñales dañado por fatiga térmica: Caso de estudio

Abstract

La fractura y/o fallas en los troqueles para el forjado en caliente, se debe principalmente a la fatiga térmica que se define como la aparición de grietas debido a cambios repetitivos de carga y temperatura; el motivo de este fallo es el gradiente de temperatura entre la superficie del troquel y su parte interna. En el presente estudio se lleva a cabo un análisis microscópico del inicio de microfisuras y su interacción con los óxidos de forja en un troquel de forja en caliente. Las matrices de forja en caliente analizadas corresponden a una micro - aleación H13 con vanadio. La superficie del troquel se trató térmicamente con una dureza promedio de 47 HRC y después de 12000 ciclos se retiró el troquel. La microscopia óptica se realizó con un microscopio óptico Nikon - MA 100 utilizando luz polarizada. La estéreo-microscopía se realizó con un equipo Luxeo 4D y para la medición de dureza se utilizó un equipo Dura Scan Emco-TEST. Para el análisis de microscopía electrónica de barrido, se utilizó un JEOL JSM-IT300 (3,0 nm (30 kV) 15,0 nm (1,0 kV)). Se encontró que los óxidos complejos, claramente, se forman en el area de compresión de la forja como resultado de su interacción con la atmósfera a alta temperatura (1300°C) y se comprimen durante el proceso de forja. Los óxidos corroen y degradan la superficie de la matriz cuando estos se colocan en los límites de los granos, iniciando una micro-fisura a alta temperatura.