Implications of the reduction of cutting fluid in drilling AISI P20 steel with carbide tools

The machining of hardened steel is becoming increasingly important in manufacturing processes. Machined parts made with hardened steel are often subjected to high service demands, which require great resistance and quality. The machining of this material submits the tools to high mechanical and thermal loads, which increases the tool wear and affects the surface integrity of the part. In that context, this work presents a study of drilling of AISI P20 steel with carbide tools, analyzing the effects on the process caused by the reduction of cutting fluid supply and its relation with the tool wear and the surface integrity of the piece. The major problem observed in the tests was a difficulty for chips to flow through the drill flute, compromising their expulsion from the hole. After a careful analysis, a different machining strategy was adopted to solve the problem

Nitriding in cathodic cage of stainless steel AISI 316: influence of sample position

R.R.M. de Sousa et al. Nitriding in cathodic cage of stainless steel AISI 316: Influence of sample position. Vacuum, [s.l.], n.83, 2009. Disponivel em: . Acesso em: 04 out.2010.

A Comparati ve Study of Mechanical and Tribological Properties of AISI-304 and AISI-316 Submitted to Glow Discharge Nitriding

Mechanical and tribological properties of AISI 304 and AISI 316 stainless steels submitted to glow discharge ion nitriding are reported. The atmosphere was 20:80 - N2:H2 with substrate temperatures ranging from 300 to 500 °C. Treatment at 300 °C produced expanded austenite (γN) in both steels. Increasing the temperature, the phases γ′-Fe4N and ε- Fe2+xN were present and the latter is the major phase for AISI 304. At 500 °C, the CrN phase was also identified in both steels. Hardnesses of about 13-14 GPa at near surface regions were obtained in both steels. Moreover, AISI 316 nitrided at 500 °C has the deepest hard layer. Tribological tests showed that wear can be reduced by up to a factor of six after the nitriding processes, even for a working temperature of 300 °C. The profiles during and after nanoscratch tests did not reveal significant differences after nitriding processes in both steels.

Effect of cooling rate on properties of plasma nitrided AISI 1010 steel

In this work, AISI 1010 steel samples were plasma nitrided into 20% N 2 100 Pa and 400 Pa for N 2 and H 2 , respectively), temperatures of 500 and 580 °C, during 2 h. Three different procedures for cooling were accomplished after nitriding. In the first procedure the cooling occurred naturally, that is, the sample was kept on substrate holder. In the second one the sample was pulled off and cooling in a cold surface. Finally, in the third cooling process the sample was pulled off the substrate holder down into special reservoir filled with oil held at ambient temperature. The properties of the AISI 1010 steel samples were characterized by optical and electron microscopy, X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and microhardness tests. Thermal gradient inside the sample kept on substrate holder during cooling process was measured by three inserted thermocouples at different depths. When samples were cooled rapidly the transformation of ϵ-Fe 2 − 3 N to γ′-Fe 4 N was inhibited. Such effect is indicated by the high concentration of ϵ-Fe compound zone. To get solid state solution of nitrogen in the diffusion zone, instead of precipitates of nitride phases, the cooling rate should be higher than a critical value of about 0.95 °C/s. When this value is reached at any depth of the diffusion zone, two distinct diffusion zones will appear. Temperature gradients were measured inside the samples as a consequence of the plasma treatment. It's suggested the need for standardization of the term “treatment temperature” for plasma treatment because different nitrided layer properties could be reported for the same “treatment temperature”.

A Comparative Study of Mechanical and Tribological Properties of AISI-304 and AISI-316 Submitted to Glow Discharge Nitriding

Mechanical and tribological properties of AISI 304 and AISI 316 stainless steels submitted to glow discharge ion nitriding are reported. The atmosphere was 20:80 - N2:H2 with substrate temperatures ranging from 300 to 500 °C. Treatment at 300 °C produced expanded austenite (γN) in both steels. Increasing the temperature, the phases γ′-Fe4N and ε- Fe2+xN were present and the latter is the major phase for AISI 304. At 500 °C, the CrN phase was also identified in both steels. Hardnesses of about 13-14 GPa at near surface regions were obtained in both steels. Moreover, AISI 316 nitrided at 500 °C has the deepest hard layer. Tribological tests showed that wear can be reduced by up to a factor of six after the nitriding processes, even for a working temperature of 300 °C. The profiles during and after nanoscratch tests did not reveal significant differences after nitriding processes in both steels.

Comportamento ao desgaste erosivo de um aço inoxidável utilizado em hélice de moto aquática

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015.

Avaliação do desempenho do aço AISI D2 tratado termicamente e nitretado em plasma com gaiola catódica visando aplicação industrial

In the research, steel samples tool AISI D2, treated thermally, in the conditions: relief of tension, when maximum, seasoned and seasoned was treated thermally in the temperature of revenimento and revenida had been nitrited in plasma with cathodic cage, in atmosphere of 80%N2:20%H2. One used pressure of 2,5 mbar, 400 and 480°C temperatures with treatment time of 3 and 4 hours, with the objective to evaluate its performance in pipes cut tool. It was compared that the performance of the same steel when only thermally treated, both with tension relief. It was evaluated its hardness. Microstructural aspects (the layer thickness, interface, graisn size, etc) and crystalline phases on the surface. Besides, it was verified accomplishment possibility of nitriding simultaneous to annealing treatment. The tempering samples had presented hardness levels of 600 HV, while in nitrited samples these values had been 1100 HV

Sinterização de aço inoxidável reforçado com partículas nanométricas dispersas de carbeto de nióbio - NbC

Metal powder sintering appears to be promising option to achieve new physical and mechanical properties combining raw material with new processing improvements. It interest over many years and continue to gain wide industrial application. Stainless steel is a widely accepted material because high corrosion resistance. However stainless steels have poor sinterability and poor wear resistance due to their low hardness. Metal matrix composite (MMC) combining soft metallic matrix reinforced with carbides or oxides has attracted considerable attention for researchers to improve density and hardness in the bulk material. This thesis focuses on processing 316L stainless steel by addition of 3% wt niobium carbide to control grain growth and improve densification and hardness. The starting powder were water atomized stainless steel manufactured for Höganäs (D 50 = 95.0 μm) and NbC produced in the UFRN and supplied by Aesar Alpha Johnson Matthey Company with medium crystallite size 16.39 nm and 80.35 nm respectively. Samples with addition up to 3% of each NbC were mixed and mechanically milled by 3 routes. The route1 (R1) milled in planetary by 2 hours. The routes 2 (R2) and 3 (R3) milled in a conventional mill by 24 and 48 hours. Each milled samples and pure sample were cold compacted uniaxially in a cylindrical steel die (Ø 5 .0 mm) at 700 MPa, carried out in a vacuum furnace, heated at 1290°C, heating rate 20°C stand by 30 and 60 minutes. The samples containing NbC present higher densities and hardness than those without reinforcement. The results show that nanosized NbC particles precipitate on grain boundary. Thus, promote densification eliminating pores, control grain growth and increase the hardness values

Avaliação de inibidores verdes microemulsionados na inibição à corrosão do aço carbono AISI 1020

In general, among the corrosion inhibitors surfactants are the most commonly used compounds, because they are significantly effective by forming protective films on anodic and cathodic areas. In this study, microemulsions containing he biodegradable saponified coconut oil as surfactant (SME-OCS) was used as green corrosion inhibitors. With this purpose, methanolic extracts of Ixora coccinea Linn (IC) and a polar fraction rich in alkaloids (FA) obtained from Croton cajucara Benth solubilized in the SME-OCS system were examined in the presence of AISI 1020 carbon steel, in saline solution (NaCl 3,5 %). The efficiency of corrosion inhibition of IC and FA were evaluated in the following microemulsions: SME-OCS-IC and SME-OCS-FA. The microemulsion system SME-OCS in the presence and absence of IC and FA was assessed by measurements of weight loss and the electrochemical method of polarization resistance, with variation in the concentration of IC and FA (50 - 400 ppm), showing significant results of corrosion inhibition (83,6 % SME-OCS; 92,2 % SME-OCS-FA; and 95,3 % SME-OCS-IC)

Temple intensivo de un acero AISI/SAE 5160

Componentes fabricados de acero AISI/SAE 5160 son usados en la suspensión de automóviles. El procesamiento en planta incluye un tratamiento térmico convencional que consiste en austenizado, seguido de temple en aceite y revenido. Como post-proceso para generar esfuerzo residuales compresivos en la superficie de los muelles se aplica un granallado que genera los esfuerzos compresivos por deformación. Para esta aplicación, esfuerzos residuales compresivos en la superficie de los muelles es importante para incrementar la resistencia a la fatiga de los materiales e incrementar su vida útil. En esta investigación una metodología alterna para generar esfuerzos residuales compresivos en la superficie de muestras de acero 5160 fue usada. Se diseñó y construyó un equipo de laboratorio para ejecutar temples siguiendo la teoría del temple intensivo. Usando agua convencional como medio de temple, enfriamientos por aspersión y en una cámara de alta velocidad se lograron efectuar en laboratorio. Se caracterizó el equipo de temple por medio de curvas de enfriamiento obtenidas en probetas sacrificio de acero inoxidable. Se obtuvieron velocidades de enfriamiento por encima de 400°C/seg en probetas de sección transversal cuadrada (20mm x 20mm). Además se ejecutaron temples cortos con incrementos de 1 segundo(1-8 seg). En algunas condiciones microestructura tipo coraza-núcleo fue observada en el Microscopio Óptico (MO) y el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB). Difracción de Rayos-X se usó para determinar la magnitud de esfuerzos residuales en la superficie de las muestras. Muestras templadas en la cámara de alta velocidad durante 3, 4 y 5 segundos presentaron esfuerzos residuales compresivos con una magnitud de hasta casi -700MPa a una profundidad de 0.30 mm. Detalles de la investigación y resultados se presentan a continuación.

Desarrollo e implementación de modelo de predicción en procesos de temple por inducción para un acero AISI-SAE 1043

La fabricación de los componentes automotrices engloba una gran cantidad de procesos de manufactura los cuales van desde el proceso de fundición del acero, forjados, mecanizados y tratamientos térmicos, entre otros. Estos procesos se llevan a cabo con el objetivo de lograr que el componente a fabricar cumpla con lo especificado y tenga un buen desempeño en su funcionalidad. La gran mayoría de los componentes son fabricados a partir de aceros aleados, aceros al carbono de baja y media aleación los cuales son posteriormente tratados térmicamente para mejorar sus propiedades mecánicas. Uno de los tratamientos térmicos más utilizados es el temple superficial, el cual tiene como objetivo principal endurecer la superficie del componente para mejorar su resistencia a la flexión, resistencia al desgaste, resistencia al impacto, entre otras propiedades mecánicas. La inducción electromagnética, o simplemente "inducción", es un método de calentamiento de materiales eléctricamente conductores tales como metales. Como su nombre implica, el calentamiento por inducción se basa en las corrientes eléctricas que son inducidas internamente en el material a calentar, es decir, la pieza de trabajo. La experimentación realizada durante este trabajo de tesis fue dividida en 2 etapas: • Proceso de temple por inducción actual (Técnica de escaneo). • Proceso de temple por inducción propuesto (Técnica calentamiento estático). Durante la etapa de experimentación del proceso de temple por inducción actual se llevó a cabo la validación de los resultados de temperatura superficial mediante la toma de video de una cámara termografía realizando un comparativo con los resultados de la simulación de calentamiento. Posteriormente se realizó la simulación del proceso de temple y transformación de fase martensita con su respectiva validación mediante corte y evaluación metalúrgica de muestra, además de la comparación de resultados de durezas obtenidos durante el proceso de temple y los resultados obtenidos en la simulación. La segunda etapa del proceso de temple por inducción fue llevada a cabo con la colaboración del personal del laboratorio de aplicaciones de GH Induction. Durante esta etapa se realizaron 2 propuestas de diseño de bobinas y se realizaron las pruebas de simulación así como las validaciones físicas y metalúrgicas. Previo a las pruebas se realizaron cálculos teóricos para establecer los parámetros iniciales del proceso mediante las gráficas de Lozinski. Los resultados obtenidos durante las etapas de este proyecto fueron satisfactorios. En la primer etapa se logró simular en 2D el proceso actual de temple por inducción obteniendo una aproximación cercana al 90% en los resultados de temperaturas, transformación de fase y dureza. Este modelo y los resultados obtenidos fueron utilizados como parámetros de entrada para la segunda etapa. Durante la segunda etapa los resultados obtenidos durante las simulaciones mostraron que el diseño de bobinas 1 no sería efectivo al momento de calentar la zona del diámetro interno, por lo cual se descartó la fabricación de estas bobinas. La propuesta número 2, incluyó el uso de concentradores de flujo magnético, los cuales colaboran a dirigir el campo magnético en zonas específicas. Los resultados obtenidos durante la simulación 3D de la propuesta 2 fueron satisfactorios por lo cual se decidió fabricar las bobinas y llevar a cabo las pruebas físicas. Los resultados finales obtenidos de transformación de fase comparados con las pruebas físicas tiene una aproximación de 90%. En conclusión, fue posible el desarrollo de un modelo para la simulación del proceso de calentamiento por inducción para componentes automotrices con geometría compleja. Como contribución principal esta modelación validó el diseño de bobinas con las cuales se logró obtener una disminución en el tiempo ciclo del proceso del husillo de 36.4% y un ahorro en la energía consumida de 22.3% medida en la unidad de kWsegundo.