Defectos en la forja En la forja se pueden producir tres clases de defectos: En el momento de la forja aparecen inclusiones de cuerpos extraños. Ausencia Ausencia de material material en zonas zonas de la la pieza. Aparición Aparición de pliegues. pliegues. Presencia de grietas producidas por un aumento exagerado de la temperatura, por un sobre-esfuerzo local o por un inadecuado forjado Defectos de forja Los más importantes: Grietas y plegado: se da en piezas excesivamente trabajadas, materiales frágiles en caliente, en situaciones con temperatura demasiado baja o en zonas de difícil llenado. Exceso de tensiones residuales: se eliminan con tratamientos térmicos. Falta de penetración. Pandeo: no se debe superar una relación diámetro/longitud > 3. Abarrilamiento: Abarrilamiento: se produce por rozamiento entre la pieza y la matriz o maza. Puede dar lugar a grietas internas. Estructura de fibra: cuando se deforma más una dirección que otra (similar a lo que ocurre en laminación). A veces interesa y otras no, depende de la finalidad de la pieza 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. DEFECTOS DE FORJA •
EL PRINCIPAL DEFECTO ES LA PENETRACION INCOMPLETA, ES LAQUE GENERA ; SEGREGACION, ESTRUCTURA DENDRITICA, YGRIETAS (c)(a)(b)RebabaPlieguefrío Defectos típicos de forja (a) grietas en la rebaba; (b)pliegue frío; (c) grietas internas debidas a esfuerzos detracción secundarios . DEFECTOS DE Forja. Todo taller o industria se preocupa por producir este porcentaje que representa una perdida de tiempo, material y de dinero. Por ello es importante:
Diagnosticar los defectos. Eliminar las causas que los provoco Evaluarlos en peso y en porcentaje respecto a la producción total y reguistrarlos en el estado estadístico de la producción. El diagnostico de los defectos es una labor muy ardua que requiere una gran experiencia en el arte de la fundición y de colados, ya que éstos son numerosos y cada uno de ellos puede ser provocado por muchas causas entre ellos tenemos los: Atribuibles al modelo. Estos bienes dados por. Las superficies rugosas o ásperas: Este defecto en las piezas en seco resulta que la arena es poco refractaria o su grano es demasiado grueso o ha sido incompletamente secada o de que el negro humo es malo. Penetraciones: Son causadas por un metal fluido que va a llenar los intersticios entre los gránulos de la arena de moldeo sin separarlos. Para evitar este defecto es preciso revisar el diseño de la pieza, el modelo, la caja, el molde, los elementos de colada, etc., a fin de evitar concentraciones de calor sobre las partes delgadas del molde y del macho, de la misma forma asegurar un atacado uniforme y de acuerdo de la arena en todo punto del molde. Piezas corridas o machos levantados: Las piezas corridas se producen generalmente cuando las placas modelo están mal confeccionadas o las cajas están mal niveladas; en el caso de machos es por su mala colocación, por soportes insuficientes o por una arena defectuosa la cual puede reventarse y producir hueco. Grietas o rajaduras: Se verifican especialmente en las nervaduras, en los radios, en las piezas delgadas - huecas, etc. Depende del modo particular del diseño de las piezas, de la composición del metal, de la rigidez del molde de los elementos de colada etc. Defectos atribuibles al metal liquido o practica de fusión: Entre los defectos atribuidos tenemos:
Piezas incompletas o con costuras: Estas piezas surgen cuando el metal no llena por completo el molde o con costuras por interrupciones parciales; se debe fundamentalmente a la falta de fluidez del metal, muchas veces por temperaturas bajas, en ocasiones puede producirse por salida de aire y gases influyentes, composición química, equivocada, etc. Sopladuras: Se trata de burbujas esféricas o aplanadas de superficie lisa, provocadas por gases disueltos en el metal que se escapan en el acto de la solidificación, o en gases o vapores que se forman en el molde o al contacto de éste con el metal y que, a causa de la escasa permeabilidad del molde tratan de encontrar un paso a través del metal líquido donde queda aprisionado en el acto de la solidifación. A menudo las sopladuras son provocadas por machos rodeados por gran cantidad de metal y por eso, aunque permeables con escasa posibilidad de dirigir todos los gases. Inclusiones de escoria: Se producen cuando cuerpos extraños son arrastrados por el metal durante la colada o arrancados de molde y permanecen aprisionados en el mismo metal seguidamente a la solidificación de la pieza. De ordinario las inclusiones dado el menor peso especifico del material que la forma, se encuentra en la superficie superior de las piezas.
