Simulación de condiciones de operación y tiempos de transformación durante tratamientos térmicos de aceros inoxidables. (2018)
En este trabajo se desarrollan modelos numéricos que permiten predecir las condiciones de operación y los tiempos de transformación estructural (TTE) de tratamientos térmicos (TT) realizados en un horno de cámara referencia PP-K-1250 en la empresa Voestalpine-Böhler-Bleche-GmbH-&-Co-KG. Lo anterior, con el objetivo de estandarizar los protocolos de producción en el horno, lo cual es un requerimiento para la certificación superior del estándar exigido por la National-Aerospace-and-Defense-Contractors-Accreditation-Program (Nadcap) en la fabricación de materiales aeroespaciales. La predicción de condiciones de operación se realizó mediante el análisis de una serie de procesos de calentamiento (PC) bajo condiciones controladas, los cuales permitieron identificar los factores con mayor incidencia sobre las condiciones de operación del horno y obtener un modelo que describe la operación de este en función de los factores escogidos. La predicción de los tiempos de transformación estructural se basó en una serie de simulaciones para las condiciones determinadas por el modelo recién mencionado, y se realizaron con el fin de identificar la relación entre la operación del horno y el instante de tiempo en el cual el material tratado alcanza la temperatura específica para el proceso, donde se puede garantizar la trasformación estructural deseada. Las simulaciones permitieron obtener un modelo numérico que predice el tiempo de transformación estructural en función de parámetros dimensionales del material y parámetros operacionales de un tratamiento térmico específico. Tanto los resultados de la predicción de condiciones de operación como las de predicción de tiempos de transformación estructural, fueron validados con ensayos experimentales realizados en placas de acero inoxidable de referencia X900 usando un diseño factorial. Los resultados experimentales se compararon con los predichos por los modelos obtenidos, encontrando para las condiciones de operación un coeficiente de correlación R2 promedio de 0,8955, y para los tiempos de transformación un coeficiente de correlación R2 de 0,867. Dicho ajuste valida los modelos desarrollados.