Optimización del proceso de forja abierta para evitar defectos internos - Contreras Hernández, Adrián Esaú (2013)
El entendimiento del comportamiento de la porosidad (defectos internos) debido a la deformación en caliente en los materiales utilizados para la fabricación de componentes de alta resistencia mediante el proceso de forja abierta, es de vital importancia para la optimización y el desarrollo de productos de alta calidad. Hoy en día, la forja de lingotes de fundición de grandes dimensiones, es el proceso primordial para la producción de estos productos. Sin embargo, existe una problemática, ya que estos lingotes presentan defectos internos debido a su proceso de fabricación, por lo que la consolidación de estos defectos es de suma importancia. Debido a esta problemática industrial, en el presente trabajo de investigación se desarrollaron una serie de pruebas y ensayos en la empresa Frisa Forjados, la cual cuenta con el proceso de forja abierta, con el fin de poder determinar la deformación real mínima que permitiera cerrar los defectos internos en un lingote cónico de acero 4340. Mediante pruebas de ultrasonido se pudo llevar a cabo una caracterización efectiva de los defectos internos en el material, estas pruebas se realizaron en la condición inicial del material, así como al término de cada ensayo de forja, logrando tener una comparativa del comportamiento de la porosidad y la deformación en todos los ensayos. En total se realizaron tres ensayos de forja (compresión), en los cuales se varió la reducción del material, presentándose dos fenómenos relacionados con la deformación en los dos últimos ensayos. El primero fue al término del ensayo de forja II, en el cual se presentó un agrietamiento central, aumento de tamaño y generación de defectos. Se pudo justificar que este fenómeno fue a consecuencia de una deformación heterogénea en el material, la cual derivóxi diferentes estados de esfuerzos a tensión, provocando así, el fenómeno antes mencionado. El segundo fue al término del ensayo de forja III, donde se presentó una pequeña concentración de defectos en el material (“zona muerta”). Demostrando que este remanente de defectos internos no alcanzaron su total consolidación debido a una deformación insuficiente en el material; durante este proceso el herramental no cubrió el traslape de inicio de la primera operación, generando así una zona con poca deformación. Finalmente se pudo determinar que una deformación real de 1.37, es suficiente para la consolidación de defectos internos en un lingote cónico, además, se pudo considerar que la deformación real mínima con un valor de 0.55, es capaz de cerrar los defectos internos presentes en el material durante la última secuencia de pasos en el proceso de forja, asegurando así una pieza solida al término del proceso.