Superficie de fractura post ensayo de doblado Material IS 2062 Grado 350 B0

 Hola amigos bienvenidos a este blog nuevamente, hoy quiero hablar de un tema que es parte de este espacio y es la fractografía y los análisis in situ. 

Las fracturas a nivel de ingeniería de materiales pueden causar más de un dolor de cabeza ya que pueden ocurrir paradas de planta, equipos que se dañan de forma inesperadas, costos asociados a dichas interrupciones y en casos extremos accidentes. Para evitar dichos eventos los ingenieros diseñan procedimientos para evaluar fracturas en condiciones simuladas, como por ejemplo el ensayo de fatiga el cual determina la cantidad de ciclos necesarios para que una grieta sometida a cargas cíclicas fracture. Otro ejemplo puede ser el ensayo de impacto, en donde se mide la resistencia de un material a bajas temperaturas y sometido a una carga de impacto, el tipo de fractura determinará si el materia es adecuado o no para operar en condiciones de bajas temperaturas.

Las grietas no son una causa, son una consecuencia y encontrar dichas causas es vital para estudiantes y profesionales en el área de materiales. A manera ilustrativa vamos a analizar la imagen siguiente:  

Fig. 1 Superficie de fractura de un acero de 10 mm después de ensayo de doblado

La figura 1 muestra la superficie de fractura de un acero IS2062 Grado 350 (AISI 1018), si miramos con detalle el lado izquierdo de la fotografía se puede observar justo en el medio inclusiones no metálicas. Estas inclusiones se formaron durante el proceso de fabricación del acero y fueron distribuidas en el centro de la pieza a medida que el metal era laminado luego, al ser la pieza sometida al ensayo de doblado las inclusiones actuaron como concentradores de esfuerzos y las grietas hicieron el resto, las marcas chevron se aprecian del lado superior derecho indican el origen de la grieta. La confirmación de esta hipótesis requerirá mas estudios, por ejemplo usar una lupa esteroscópica con mayores aumentos.

Si ustedes estan analizando fracturas deben comprender que dependiendo del tipo y la magnitud de la investigación se necesitará diferentes tipos de herramienta como por ejemplo microscopios electrónicos, difracción de rayos X entre otros, en este caso ilustrativo la fractura se genera en un ensayo de doblado bajo condiciones establecidas en un procedimiento y que por lo general se usa para medir la calidad de una soldadura y para calificar al soldador. 

Saludos

Si estas en México y quieres analizar superficies de fracturas como en la fotografía contacta a Cympa usando este link

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2023/10/consultoria-y-pruebas-de-materiales-sa.html

¿Quieres ver más fracturas? Te dejo los siguientes enlaces

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2018/06/fractografia-y-su-aporte-al-analisis-de.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2013/02/fractografia-de-superficie-de-aluminio.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2016/07/fractografia-mecha-de-taladro.html

En amazon pueden encontrar una guía para el estudio de las fallas, en la descripción del blog esta el enlace

Microestructura de Hierro 99.99%

 Hola amigos y bienvenidos a esta publicación dedicada al metal más utilizado en la tierra como lo es el Hierro. La hermosa microestructura corresponde al Hierro 99,9%  atacado con el reactivo Klemm por la colega Sabine Friederichs. 

Fig. 1 Microestructura Fe 99.99%. 100X

Entre las características principales de Hierro estan su símbolo Fe, su número atómico 26, su peso atómico 55,85, densidad 7,8 gr/cm3 y cristaliza en el sistema cúbico con dos redes cristalinas BCC (austenita no estable a temperatura ambiente) y FCC (ferrita a temperatura ambiente y ferrita delta antes de alcanzar su punto de fusión), posee un punto de fusión aproximado de 1530 °C.

Desde la antiguedad este metal ha estado compartiendo con la civilización humana ya sea como piezas ornamentales religiosas proveniente de los meteoritos, armas para la guerra o estructuras para edificaciones (era del acero siglo XIX)

Cuando el Hierro pudo ser aleado con otros elementos para mejorar su ductilidad y hacerlo mucho más resistente el salto al desarrollo industrial fue de gran magnitud que hasta el día de hoy nos beneficiamos de ese evento. La fabricación de acero y la reducción de los costos de producción han permitido su uso en caso todas las áreas que estan presentes en la sociedad.

Los aceros especiales, inoxidables, para herramientas, entre otros son el producto de años de investigación y desarrollo, de resolver problemas y de buscar mejorar la tecnología para seguir produciendo acero, el reciclaje de la chatarra de acero es por otro lado, una forma amigable con el ambiente de producir acero.

No importa si es aleado, inoxidable, para herramientas, estructural, dulce, efervecente, Thomas, Siemmens, Martin, Eléctrico, alto o bajo carbono, estamos como sociedad muy ligados a este metal, inclusive el desarrollo de una nación se puede medir por la cantidad de acero que se consume.

Ahora pasemos a la microestructura, se aprecian granos equiaxiales los cuales pueden ser evaluados usando las técnicas descritas en la ASTM E112 como por ejemplo, empleando las plantillas que vienen en el anexo de la norma se puede determinar el tamaño de grano (TG) de una manera sencilla. No olviden el aumento empleado en la foto, en este caso es 100X, si quieren practicar modifiquen el aumento y evaluen el TG.  

Te puede interesar

¿Necesitas hacer pruebas metalúrgicas en México?

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2023/10/consultoria-y-pruebas-de-materiales-sa.html

Notas sobre el acero

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2021/08/que-son-los-aceros-aleados-cual-es-su.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2023/10/clasificacion-de-los-aceros-segun-sus.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2013/01/aceros-sae1018-1045-y-1095.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2024/01/diagrama-hierro-carbono-y-su.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2024/02/microestructura-de-acero-laminado.html

Acero inoxidable ferrítico AISI 430

 Hola amigos, bienvenidos a una nueva publicación esta vez dedicada al acero inoxidble ferritico, tal como se puede apreciar en la figura 1 cortesía del ingeniero Ahmet Dönmez se puede apreciar la microestructura del acero AISI 430 inoxidable. Estos aceros son altamente resistentes a la corrosión por su gran contenido de Cromo superior al 12% y por tener bajo contenido de carbono. Otra de las caracteristicas más importante es su bajo contenido de carbono y que no puede ser endurecido por tratamiento térmico, solo por endurecimiento por deformación. Por otro lado a nivel de tratamientos térmicos el recocido es el único que se puede aplicar a estos aceros 

Fig. 1 Microestructura de acero inox AISI 430

Otra característica que se presenta en estos aceros es el denominado crecimiento de grano durante las operaciones de soldadura y que en este blog tenemos un articulo dedicado a este tema. Este fenómeno hace que el acero sea difícil de soldar. Otro aspecto de este acero es que  al no contener Niquel (elemento austenizante) posee caracteristicas magnéticas.

A nivel de análisis microestructural se aprecia la distribución de granos entre finos y gruesos, el contraste de color de los granos se relaciona con el efecto del reactivo sobre la superficie del metal. El tamaño de grano puede ser determinado usando la norma Astm E112.

Para finalizar entre los usos que se le dan a este acero estan en la industria química y la alimenticia.

Te puede interesar

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2018/10/acero-inoxidable-431.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2018/06/microestructura-de-una-soldadura-por.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2019/06/microestructura-de-soldadura-de-acero.html

¿Buscas servicios relacionado con la metalurgia en México? Cympa te puede ayudar

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2023/10/consultoria-y-pruebas-de-materiales-sa.html

 

Adquiere mi guía de estudio disponible en Amazon

Carburos metálicos y su influencia en los aceros para herramientas

Hola amigos y bienvenidos a este espacio nuevamente, hoy les quiero hablar de los carburos y su importancia en la fabricación de aceros para herramientas. Cuando realizamos metalografias de aceros al alto carbono, por lo general observamos en el microscopio microestructuras como martensita, perlita, cementita, austenita retenida y unos precipitados los cuales en algunas referencias denominan carburos. El aporte de los carburos al acero esta relacionado con el aumento de las propiedades mecánicas de la aleación, ya que la movilidad de las dislocaciones se ve afectada por la presencia de dichos precipitados. Los carburos actuan como una barrera que frena el avance de estas y por ende aumenta la resistencia del material. 

Los carburos tambien pueden actuar como centros de nucleación y crecimiento de los granos al ser compuestos de alto punto de fusión. La morfología de estos compuestos se aprecia mucho mejor con el uso de microscopios electrónicos aunque por lo general en un microscopio óptico las apariencias de estos carburos se puede identificar tal como se muestra en la figura 1.

Fig. 1 Carburos tipo M7C3 en aleaciones Fe-C-Cr. 

Credit Zahra Jabari (Msc)

La figura 2 muestra el diagrama de Ellingham aplicado a los carburos desde el punto de vista de estabilidad termodinámica, esto quiere decir que las interacciones entre el carbono y los metales pueden verse afectadas por la energia libre asociada a las reacciones que involucran la unión entre los metales con el carbono, por ejemplo si observamos el diagrama se puede apreciar que el Ti forma un compuesto 

Fig.2 Diagrama de Ellingham para los carburos

 Los carburos más estables se encuentran en la parte inferior del diagrama de tal manera que, el TiC es uno de los más estables seguido por el carburo de Vanadio (VC), si seguimos observando el diagrama podemos encontrar uno de los carburos que es muy estudiado en las soldaduras de aceros inoxidables por su efecto en la disminución de las propiedades anticorrosivas en dichos aceros como lo es el carburo de cromo, ya en la parte superior del diagrama se puede apreciar los carburos menos estables. 

A nivel de estabilidad se pueden encontrar los carburos de tipo MC, M2C (mas estables), tipo M3C (inestables) y del tipo Tipo M27C6 y  M7C6 (menor estabilidad térmica)

Como estudiantes en el área metalúrgica conocer la caracteristicas de los carburos y su influencia en las propiedades mecánicas para el estudio no solo de los aceros para herramienta sino tambien en los aceros inox es vital.

Fuente consultada

Stephen R. Shatynski "The Thermochemistry of Transition Metal Carbides" 1978

Te puede interesar

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2020/03/diagrama-de-shaeffler-y.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2021/08/que-son-los-aceros-aleados-cual-es-su.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2017/03/metalografia-de-mecha-de-acero-para.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2011/02/tratamiento-termico-acero-aisi-t4.html

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2015/07/acero-tratado-termicamente-a2-y-w1.html

Pruebas y ensayos de materiales CYMPA México

https://metalografiainsitu.blogspot.com/2023/10/consultoria-y-pruebas-de-materiales-sa.html

Gracias a todos por su apoyo adquiriendo mis guías de estudio en Amazon

Aleaciones NiTi (Nitinol)

 Hola amigos bienvenidos de nuevo a este blog, hoy les quiero mostrar una microestructura de una aleación Niquel Titanio que desconocía y que pertenece a un grupo especial de aleaciones denominadas aleaciones de memoria, la cual presentan la habilidad de retornar a la forma original predeterminada.

Fig. 1 Microestructura aleación NiTi. Credito: Ing. Negin Fatahi

La estructura original es martensita* la cual es una estructura frágil y de muy baja ductilidad, sin embargo, si la temperatura se incrementa la estructura martensítica desaparece por una fase tipo austenítica que al igual que en el acero estaría como fase metaestable. 

Fig. 2 Diagrama de fase Ti-Ni

Si observamos la figura 2 el diagrama de fases se puede observar el área correspondiente a la aleación NiTi, el rango de la solución sólida esta entre 55 a 60% de Ni aproximadamente con un punto de fusión a 1310 °C y una punto eutectoide a 630°C. 

A temperatura ambiente las fases presentes deberian ser el compuesto Ti2Ni + el eutectoide del lado izquierdo del punto eutectoide o el compuesto TiNi3+la mezcla eutectoide.

*La martensita no solo es una estructura que aparece solo en los aceros

Te puede interesar

Microestructura Ti 99%

Servicios y consultoría en México

Guía principios básicos de metalurgia e interprestación de microestructuras en Amazon