https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/964 <Tesis de Maestría y Doctorado> Sun, 26 Apr 2026 19:43:20 GMT 2026-04-26T19:43:20Z https://rinacional.tecnm.mx:443/retrieve/0a7feba7-3a7e-42d4-b1ba-efc2437924b4/LOGO ITM Actual.png https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/964 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1873 Title: Estudio de la soldabilidad de aceros automotrices Dual Phase (DP) empleando el proceso RWS y su efecto en las propiedades metalúrgicas y mecánicas. Authors: Vences Hernández, Rogelio Description: En el presente trabajo de investigación muestra la optimización de los parámetros empleados en el proceso RSW para la unión de aceros DP disímiles en espesor, tomando en cuenta que la unión soldada adecuada no tiene únicamente como base los parámetros de soldeo, sino también requiere de caracterizar el botón de soldadura para establecer los efectos del aporte térmico del proceso RSW sobre los aceros DP. Los aceros DP fueron caracterizados antes de aplicarse el proceso RSW en la unión de las láminas, de tal manera que, se logrará obtener el análisis de la microestructura de los aceros DP y seleccionar los aceros que serían empleados durante la experimentación, los cuales tienen diferentes espesores y valores de resistencia a la tracción que varían desde los 270 hasta los 789 MPa. Mediante el diseño de experimentos FFD y el método de Taguchi, se lograron establecer el análisis estadístico necesario para determinar los valores óptimos de los parámetros de soldeo y la experimentación adecuada para su análisis. Una vez que se llevó a cabo el proceso de unión de las láminas de acero DP se evaluaron los botones de soldadura mediante análisis de comportamiento mecánico a través del ensayo de tracción, de tal manera que, se obtuviera una variable de respuesta que permitiera conocer el desempeño de los botones de soldadura. Posteriormente al ensayo de tracción, se realizó el ensayo de dureza en escala de Vickers para corroborar el comportamiento e identificar el mejor botón de soldadura producido con la experimentación. Por otra parte, con el motivo de estimar y verificar los valores de predicción de la resistencia de los botones de soldadura obtenidos mediante el diseño de experimentos se creó una red neuronal, la cual permitió corroborar los valores establecidos con los métodos estadísticos y tener un valor más de comparación con los resultados obtenidos en la experimentación. La red neuronal fue programada de tipo perceptrón multicapa a través del algoritmo de Levenberg-Marquardt. Los resultados muestran que el uso de los diseños de experimentos y el análisis estadístico permiten identificar los parámetros óptimos para la unión de los aceros DP, así como una buena predicción del comportamiento de los botones de soldadura respecto a la resistencia del material. Se estableció que el parámetro que más efecto tiene sobre el resultado del desempeño de los botones de soldadura es el espesor de los aceros DP, entre mayor diferencia exista en el espesor de las láminas de acero, mayor será el detrimento de sus propiedades mecánicas y metalúrgicas. Mon, 01 Mar 2021 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1873 2021-03-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1872 Title: Simulaciones numéricas por elementos discretos del sinterizado de sistemas complejos para la fabricación de materiales arquiestructurados. Authors: Téllez Martínez, Jorge Sergio Description: La simulación numérica es esencial en la solución de planteamientos matemáticos complejos. Las técnicas adoptadas para el análisis numérico de las diferentes fenomenologías resultan en una serie de datos que adquieren sentido físico cuando se presentan de forma concreta. Sin embargo, la cantidad de información derivada de las simulaciones dependerá del número de variables de campo implícitas y del grado de precisión que se definan en relación con el intervalo de lo aceptable. Desde este punto de vista, el ciclo de observación, modelado fisicomatemático y cálculos, requiere de un proceso de validación con información correctamente medida del sistema estudiado. En particular, para el análisis por simulación computacional del sinterizado de sistemas complejos compuestos por partículas en una escala mesoscópica, en el presente proyecto se generó un concepto de elaboración de estructuras físicas a través de las cuales fuera posible comprender su comportamiento mecánico influenciado por cargas externas y su capacidad de permear fluidos considerando la formación intencional de porosidad interconectada. De tal forma que se propuso una metodología innovadora de procesamiento de polvos de la aleación metálica Ti6Al4V para producir estructuras porosas graduadas y utilizarlas como modelos de análisis. Dentro de la metodología, se implementan dos distribuciones de partículas con diferentes intervalos de tamaño y se acoplan en dos diferentes configuraciones para obtener muestras cilíndricas bicapa que mimeticen características parciales de estructuras óseas. La sinterización de las muestras se controló mediante equipo de análisis de dilatometría, monitoreando la densificación en función de la configuración de las capas en forma axial y concéntrica. Posteriormente, en muestras representativas se determinaron las características de la porosidad generada a través del análisis con microscopía electrónica de barrido y microtomografía computarizada. Los datos obtenidos de esta última técnica se utilizaron para crear estructuras virtuales tridimensionales a través de las cuales fue posible realizar simulaciones de flujo de fluidos que determinaron las capacidades de permeabilidad. Adicionalmente, un análisis de las estructuras virtuales permitió realizar mediciones del tamaño de los fragmentos del material de enlace entre las partículas para asociarlas a las propiedades mecánicas de las muestras físicas. Al respecto, otras muestras fueron sometidas a ensayos mecánicos de compresión para concretar la correlación estimando las propiedades mecánicas de las curvas esfuerzo-deformación. Finalmente, se utilizó un desarrollo computacional cuya codificación implementa: 1) las teorías de fricción por la mecánica de interacción de cuerpos esféricos en contacto, 2) los conceptos de energía almacenada por deformación y fuerza de adherencia, así como, 3) las características de termofluencia en la formación de cuellos interpartículas definidos por difusión de las especies químicas de los materiales. Consecuentemente, con esta herramienta se crearon estructuras para análisis totalmente virtuales y para establecer una metodología de reproducción del estado de una muestra física. En ambos casos, los modelos se utilizaron para la simulación de compactación sin presión y sinterización partiendo de una nube de partículas inicialmente sin contacto en un espacio confinado. Los resultados del análisis de las muestras físicas determinan que la porosidad graduada es una función del tamaño de la partícula utilizada. Asimismo, la anisotropía mecánica debida a la distribución del tamaño de los poros generados y la cinética de sinterización puede modificarse mediante la disposición de las capas de partículas. En relación con las propiedades mecánicas estimadas en las pruebas de compresión, se establece que el módulo de elasticidad y el límite elástico dependen de la densidad relativa de las muestras y pueden predecirse aproximadamente mediante una ley de potencia. Lo cual resulta trascendente para definir modelos de predicción de estructuras asociando el concepto de deformación admisible; en el que el grado de deformación y la resistencia de una estructura obtienen un balance. Esta condición sumada a las características de permeabilidad que depende del tamaño medio de los poros generados en una condición también anisotrópica por la configuración de las capas con partículas pequeñas y gruesas, definen los criterios de diseño mecánico para la creación implantes útiles. Al respecto, las magnitudes obtenidas de estos parámetros concuerdan bien con mediciones reportadas para las estructuras óseas, siendo la configuración radial la más prometedora para las aplicaciones biomédicas. Por otra parte, la capacidad de diseño de estructuras se completa con el éxito de los resultados de la simulación a través del programa computacional denominado dp3D, puesto que es posible crear y reproducir sistemas aun con la limitante de contemplar partículas con geometría esférica. En este sentido, la línea de investigación como trabajo futuro en el entorno de simulación, se direcciona a la validación de modelos matemáticos de cálculo de propiedades mecánicas de las estructuras diseñadas. Sat, 01 May 2021 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1872 2021-05-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1674 Title: Modelo de la formación de perlita bajo condiciones de enfriamiento continuo. Authors: López Cornejo, Monserrat Sofía Description: En este trabajo se realizó la caracterización microestructural de tres diferentes aceros a través del ensayo Jominy para determinar la rapidez de enfriamiento que garantice la formación de perlita fina en aceros completamente perlíticos bajo diferentes condiciones de enfriamiento continuo. A través de los datos obtenidos fue posible calcular experimentalmente temperaturas de inicio y fin de transformación, que sumado a los análisis de microscopia electrónica de barrido (MEB), nanoindentación y ensayos de microdureza, llevaron a la construcción de diagramas de transformación y enfriamiento continuo (CCT). Se observó que a medida que se incrementó la rapidez de enfriamiento, el espaciamiento interlaminar de la perlita fue menor. Este incremento en la rapidez de enfriamiento obedece a una disminución en la temperatura de transformación, que se logró a través de la adición de elementos como el cromo y el molibdeno, que incrementan la templabilidad de los aceros. El efecto de la adición de cromo y molibdeno en aceros completamente perlíticos, se analizó por medio de ensayos de tensión y fractografía, encontrando que sólo para rapideces de enfriamiento menores a 1 ºC/s, se presenta la formación incipiente de carburos. A partir de los resultados de ensayos de tensión y análisis por microscopía electrónica de barrido, fue posible determinar una correlación entre la tensión máxima y el espaciamiento interlaminar, estableciendo que a medida que este último disminuye, tanto el límite de cedencia como la tensión máxima, incrementan sus valores. En la segunda parte de este trabajo, se desarrolló un modelo de simulación acoplado para estudiar los fenómenos de transferencia de calor, transformación de fase y la condición térmica de enfriamiento en un acero AISI/SAE 1080. Las historias térmicas se analizaron a distinta rapidez de enfriamiento, emulando las condiciones de convección forzada en el transportador Morgan Stelmor®. Las historias térmicas se registraron y utilizaron para calcular los coeficientes de transferencia de calor por convección forzada a través del Método Inverso de Conducción de Calor, mientras que la cinética de transformación de fase se aproximó con el modelo cinético de Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov(JMAK)y el diagrama de transformación isotérmica del acero AISI 1080. A partir de los coeficientes de transferencia y los parámetros cinéticos se codificó una función definida por el usuario y se acopló en el paquete comercial ANSYS Fluent®. Los resultados del modelo se validaron a partir de las historias térmicas experimentales, obteniendo una buena correlación entre ambas respuestas, mientras que la evolución microestructural de la perlita se validó mediante técnicas de microscopía electrónica de barrido y microdureza Vickers. Sat, 01 May 2021 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/1674 2021-05-01T00:00:00Z