Laboratorio de Tratamientos Térmicos por Inducción y Durabilidad de Materiales

Banco de laboratorio de diseño propio para templar y revenir piezas por inducción. Permite realizar tratamientos térmicos en condiciones controladas y monitorizadas, bien sea con giro y/o mediante deslizamiento lineal (scanning). Dispone de regulación de potencia (hasta 30 kW) y frecuencia (rango de 0,5-50 kHz). Dispone a su vez de un sistema de refrigeración mediante circuito cerrado con caudal regulable, siendo el refrigerante habitual es mezcla de agua y polímero. Dispone de dos pirómetros y se pueden registrar medidas de termopar para el control de temperatura. Permite monitorizar en tiempo real las variables sensorizadas, como por ejemplo las temperaturas, corrientes y voltaje del inductor.

- Banco de ensayos de Rolling Contact Fatigue (RCF) de diseño propio se utiliza para estudiar el comportamiento de los materiales y componentes sometidos a cargas repetitivas en contactos rodantes, como los presentes en rodamientos, engranajes y ruedas ferroviarias. Su objetivo principal es la de producir fallos de fisura característicos: micropitting o spalling. Como resultado de los ensayos ejecutados con este banco, se determina la vida útil y/o se validan tratamientos superficiales o lubricantes para mejorar el desempeño del componente / probeta. Este banco dispone de dos configuraciones de ensayo, 3-ball-rod y ball-on-plane, que permiten ensayos sobre probetas planas o en probetas cilíndricas, y dispone de amplias capacidades de control: carga (hasta 150 kN), velocidad (hasta 2700 rpm), flujo de lubricante (hasta 1,5 litros/min), temperatura (refrigeración mediante enfriador de lubricante), y capacidades de monitorización para temperaturas (en probeta, entrada y salida de lubricante), corriente (para observar la evolución del par) y vibraciones (indicadores RSM y FFT). Además, cuenta con un sistema de diagnosis de fallo con detección y para automática por fallo de probeta a través de los indicadores de vibraciones.
- Banco de ensayos modular MTS: formado por 2 cilindros hidráulicos MTS (50 kN y 150 kN), unidad hidráulica HPU (MTS SilentFlo 515) y controlador de ensayos MTS Flex 40. Bancada de 4500 x 2000 mm con escuadras y pórtico. Permite realizar ensayos de fatiga acelerada en componentes mecánicos y estructurales.

- Microdurómetro Vickers FM-810 con mecanismo de carga automática (carga variable 10 g - 1 kg) con medición digital de la huella. Posibilidad de realizar ensayos Vickers, Knoop y Brinell.
- Analizador de tensión residual MTS3000-RESTAN mediante método Hole Drilling, que permite obtener las tensiones residuales resultantes de los procesos de fabricación, tales como los tratamientos térmicos por inducción. Se trata de un sistema automático para medir las tensiones residuales por el método de hole-drilling. Las pruebas pueden realizarse según la normativa ASTM E837 para estados de tensiones uniformes y no uniformes. Además, al utilizar una estrategia apropiada de adquisición (fine hole-drilling) y un método de análisis adecuado (integral, incremental o mediante funciones de influencia), es posible reconstruir el avance de las tensiones residuales en el espesor ya en las primeras micras de profundidad.
- Equipos de laboratorio para preparación de muestras metalográficas (corte metalográfico, engastado, pulido y ataque metalográfico) para análisis de microestructuras en materiales metálicos.

Modelos de implementación de subrutina propia para simulación numérica para tratamientos térmicos por inducción (tales como temple y revenido por inducción) donde se acoplan las físicas electromagnética-térmica (calentamiento por inducción) y térmica-mecánica-metalúrgica (tratamiento térmico). Estos modelos tienen capacidad de predicción de evolución de temperaturas, patrón capa endurecida y dureza, microestructura, tensiones residuales y distorsiones generadas por el tratamiento térmico por inducción.

• La herramienta de software registrada como iKonPro® sirve para la evaluación de la fatiga subsuperficial producida por la fatiga de contacto de rodadura en rodamientos. Esta herramienta integra el conocimiento generado y publicado sobre este modo de fallo mecánico en tesis doctorales, abordando todos los problemas involucrados: 1) la evaluación de la distribución temporal de las cargas en elementos rodantes, 2) la extracción de las tensiones subsuperficiales en tiempo y 3) el contaje de ciclos de tensión y cálculo de daño.
• La herramienta de software registrada como ikGear® sirve para la evaluación de daño por fatiga producida por desgaste y TFF (Tooth Flank Fracture) en engranajes, partiendo de series temporales de par y posición de engrane conductor. En la actualidad, dicha herramienta se basa de dos etapas: 1) un preprocesado en elementos finitos para la determinación del mapa de tensiones residuales procedentes del proceso de fabricación y la respuesta de tensiones ante diferentes posiciones y niveles de carga, y 2) un procesado del daño por fatiga mediante el conteo de ciclos y la acumulación de daño.