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Estudio de la fragmentación de recipientes herméticos sometidos a explosión, fabricados de acero al carbono AISI 1020, 1040 Y 1060

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dc.contributor.author Rodríguez Hernández, Gerardo
dc.date.accessioned 2018-06-11T18:30:37Z
dc.date.available 2018-06-11T18:30:37Z
dc.date.created 2011-12-12
dc.date.issued 2018-06-11
dc.identifier.citation Rodríguez Hernández, Gerardo. (2011). Estudio de la fragmentación de recipientes herméticos sometidos a explosión, fabricados de acero al carbono AISI 1020, 1040 Y 1060. (Maestría en Ciencias en Ingeniería Metalúrgica). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas. México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/25161
dc.description Tesis (Maestría en Ciencias en Ingeniería Metalúrgica), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIQIE, 2011, 1 archivo PDF, (87 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: La industria nacional ha dependido desde la industrialización del país de tecnologías extranjeras, muchas de ellas muy antiguas o incluso obsoletas, dando lugar a la fabricación de instrumentos o mecanismos de bajo desempeño, comparado con los obtenidos en otros países. En este trabajo se hace una revisión de los procesos de fabricación y materiales más comunes empleados en recipientes herméticos sometidos a explosión. La finalidad del trabajo es proponer una alternativa en la composición química y tratamientos térmicos de las materias primas con el objeto de mejorar su desempeño (cantidad de fragmentos/masa). Se fabricaron 24 recipientes herméticos, utilizando como materia prima 3 tipos de acero: AISI 1020, 1040 y 1060. Se les aplico un temple en aceite agitado y un revenido a 300ºC, 350ºC y 400ºC con 1 hora de duración. En el interior del recipiente se colocó un alto explosivo (T.N.T.), el cual al ser excitado adecuadamente, detonó alrededor de 4400 m/s, provocando la destrucción del producto en múltiples fragmentos en un tiempo muy corto (del orden de unos pocos μs). En base a la literatura reportada sobre este tipo de dispositivos, se analizó las características microestructurales y mecánicas de los aceros antes y después de aplicar los tratamientos térmicos, así como las características mecánicas (microdureza) y metalográficas de los fragmentos. Se demostró que existe una clara diferencia, influenciada por la estructura, en las propiedades mecánicas y el comportamiento a la fractura en bajas (ensayo charpy) y altas velocidades (detonación por alto explosivo) de deformación en los aceros utilizados. No se encontró una relación ingenierilmente útil, que permita predecir el comportamiento de un material a altas velocidades de deformación, por medio de los ensayos estandarizados de dureza, impacto y resistencia a la tensión. En los aceros AISI 1040 y 1060, se presenta un incremento en la relación: fragmentos/masa, conforme se aumenta el contenido de carbono y al aplicar un temple y revenido. Por el contrario, en el acero AISI 1020, se determinó un decremento en dicha relación al aplicar los tratamientos térmicos. En términos prácticos, buscando la mayor relación: fragmentas/masa y respetando los requerimientos del diseñador, se proponen 2 alternativas ingenierilmente viables: a. Fabricar los recipientes de acero AISI 1060 sin aplicar tratamiento térmico. b. Fabricar los recipientes de acero AISI 1040 con el tratamiento térmico 3. ABSTRACT: Since the industrialization of Mexico, our national industry has depended of foreign technologies, many of them very old or even obsolete, leading to the manufacture of underperformed technology compared with those obtained abroad. This work reviews the manufacturing processes and the use of the most common materials employed in hermetic containers subject to explosion. The purpose of this paper is to propose an alternative in the chemical composition and heat treatment of raw materials in order to improve their performance (number of fragments / mass). 24 sealed vessels were manufactured, using 3 types of steel AISI 1020, 1040 and 1060, these containers were applied with agitated oil and tempered of 300 ° C, 350 º C and 400 ° C for 1 hour. Inside the container was placed explosive (TNT) which exploded around 4400 m / s, causing destruction in multiple fragments in a very short time (of the order of a few microseconds). According on the reported literature on these devices, we analyzed the metallographic and mechanical properties of steels before and after applying the thermal and mechanical characterization (microhardness) and metallographic fragments. It was shown that there is a clear difference, influenced by the structure, mechanical properties and fracture behavior at low (charpy test) and high speed (high explosive detonation) of deformation in the steel used. The analysis of results showed that there is no engineering relationship useful to predict the behavior of a material at high strain rates, using standardized tests of hardness, impact and tensile strength. It was concluded that in steels AISI 1040 and 1060, there is an increase in the ratio: fragments / mass, as you increase the carbon content and applying a quenching and tempering. By contrast, in the steel AISI 1020, revealed a decrease in this ratio by applying the aforementioned thermal treatments. In practical terms, looking for the highest ratio fragments / mass and respecting the designer's requirements, we propose two viable engineering alternatives: a.Making the AISI 1060 steel vessels without applying heat treatment. b.Making the AISI 1040 steel vessels with heat treatment 3. es
dc.language.iso es es
dc.subject Características de los aceros AISI 1020, 1040 y 1060 es
dc.subject Ensayo de impacto (Charpy) es
dc.subject Ensayo de resistencia a la tensión es
dc.title Estudio de la fragmentación de recipientes herméticos sometidos a explosión, fabricados de acero al carbono AISI 1020, 1040 Y 1060 es
dc.type TESIS es
dc.contributor.advisor Chavez Alcalá, José Federico


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