SI ES GRANDE, MÁS ALEADO
En la imagen podéis ver uno de los rodillos de un rodamiento de rodadura esférica utilizado en el eje principal de un aerogenerador. Este tipo de rodamientos se caracterizan porque los elementos rodantes tienen forma de barril.
Los elementos rodantes de los rodamientos, tanto si se trata de rodillos como si se trata de bolas, están sometidos en el contacto con la pista a unas tensiones muy elevadas. Hay que tener en cuenta que el contacto entre elemento rodante y la pista es una línea o un punto en función del tipo de elemento rodante. ¿Y cuál es el área de una línea o de un punto? Cero, ¿no? Por tanto, si dividimos las fuerzas de trabajo entre cero (es decir, el valor del área del contacto) nos da que la tensión es infinita. Realmente necesitamos un acero con la martensita bien preparada para aguantar tensiones infinitas.
¡¡QUE NO!!
Lo que ocurre es que en los puntos/líneas de contacto se produce la deformación elástica del elemento rodante de modo que el área que soporta la carga no es nula. Aun así, las tensiones mecánicas son muy elevadas y el acero utilizado debe tener la martensita en forma.
Los tres tipos principales de aceros utilizados en rodamientos son los aceros endurecidos por cementación, los aceros endurecidos por temple superficial por inducción y los aceros endurecidos en toda su masa. En los dos primeros se endurece únicamente una capa superficial de espesor suficiente que comprenda la zonas en las que se tienen las máximas tensiones de contacto. El tercer tipo de acero, como su nombre indica, se endurece en toda la sección.
El acero endurecido en toda su masa más utilizado es el 100Cr6. Se trata de un acero con un contenido de carbono del 1% con el que se consigue tras temple en aceite y revenido a baja temperatura que la estructura esté formada por martensita de elevada dureza. Así mismo, el acero 100Cr6 tiene un contenido de aprox. 1,5% de Cr que aporta al acero templabilidad para conseguir que penetre el temple con el objetivo de endurecer "toda la masa" de la pieza.
Sin embargo, en función del tamaño de la pieza, el acero 100Cr6 no tiene
templabilidad para conseguir endurecerla hasta el núcleo. De acuerdo a información aportada por Ovako, el espesor de pared en que es posible templar toda la sección es de 30 mm (aprox. diámetro 50 mm en barra). Por ello, en elementos de mayor tamaño, como el rodillo de la imagen, es necesario la utilización de aceros con un mayor contenido de elementos que aportan templabilidad al acero.
En concreto, el rodillo de la imagen está fabricado con un acero 100CrMo7-3. Se trata de un acero con el mismo contenido de carbono que el 100Cr6 y, por tanto, también permite obtener martensita de elevada dureza tras temple y revenido. Pero a diferencia del 100Cr6 se encuentra aleado con un mayor contenido de Cr (1,75% vs. 1,5%), además de la adición de un 0,3% de Mo, con el objetivo de aportar al acero una mayor templabilidad.
Si es grande, más aleado
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