Metalografía y Ensayos No Destructivos
Ultrasonidos
Los ultrasonidos son ondas sonoras con una frecuencia superior a la que nosotros podemos detectar, las cuales nos sirven para detectar fisuras o medir espesores. Se aplican a materiales piezoeléctricos como el cuarzo.
Campo eléctrico alterno:
Positivo -> Se dilata Negativo -> Se contrae
La energía eléctrica se transforma en energía mecánica y también se puede hacer el proceso contrario. Las ondas acústicas de los ultrasonidos se transmiten a distinta velocidad según el medio en el que se encuentran. En el aire es donde más lento van.
Sistemas de Medida
Ecopulso: Las señales se emiten desde el mismo lado del material. Pueden haber dos transmisores, uno por cada lado, para que uno recoja la señal del otro, o un solo transmisor con ángulo que emita y reciba él mismo la señal.
Método directo (menos usado): Consiste en tener un transmisor a cada lado de la pieza que mida lo que tarda la señal en pasar de un lado al otro.
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¿Qué hicimos?
Vimos dos aparatos diferentes, uno con dos transmisores (el que utilizamos) y otro que sólo tenía uno pero en ángulo. Una vez encendido el aparato y ajustado para utilizarlo con metales con los datos que nos proporcionaba la tablas, le poníamos un poco de grasa a las pieza que vamos a mirar y colocábamos el aparato en la zona. El dato que nos daba lo íbamos verificando con las tablas nombradas anteriormente.
Ensayos No Destructivos. Métodos de Inspección
Un ensayo no destructivo es el examen de un objeto efectuado en cualquier forma que no impida su utilidad futura, son utilizadas para detectar defectos en las piezas. Hay gran variedad de métodos, pero nosotros pusimos en práctica los siguientes:
- Inspección por partículas magnéticas.
- Inspección por penetración de líquidos.
Inspección por Partículas Magnéticas
Este método sirve solo para materiales que se puedan imantar (ferro-magnéticos). Trata de detectar la presencia de fisuras, recubrimientos, rasgones, inclusiones y discontinuidades. Hay diferentes métodos para llevar a cabo esta inspección, pero nosotros lo que hicimos fue magnetizar la pieza y luego cubrirla con finas partículas magnéticas, una vez añadidas mirábamos la pieza con ayuda de un foco de luz ultravioleta.
Inspección por Penetración de Líquidos
Este método, al contrario que el anterior, sirve para todo tipo de materiales, no tienen que ser ferromagnéticos.
- Lo primero que tenemos que hacerle a la pieza es limpiarla bien con la ayuda de un líquido.
- Aplicamos el líquido que va a penetrar en las grietas y lo dejamos actuar durante 20 minutos.
- Volvemos a limpiar la pieza para eliminar todo el penetrante sobrante que se encuentra en la superficie.
- Ponemos el líquido de revelado y esperamos un poco hasta que vaya actuando y se vaya viendo el penetrante de las grietas, mientras más tiempo lo dejemos con más intensidad se verá.
Metalografía
- Estudia microscópicamente las características estructurales de un metal o de una aleación.
- Se puede determinar el tamaño de grano.
- Se puede determinar el tamaño, forma y distribución de las fases e inclusiones.
- Revelará los tratamientos mecánicos y térmicos.
En la preparación de las muestras se debe tener especial atención: el objetivo es una superficie plana, sin rayaduras, como espejos.
Fases de la Preparación de Muestras
Muestreo (Es necesario cuidar la extracción de la muestra. Mantener siempre frío el material.)
Esmerilado burdo o tosco (La muestra debe ser fácil de manipular. Se debe manipular en sentido perpendicular a las rayaduras hasta que desaparezcan las mismas)
Montaje (Las muestras pequeñas o de forma incómoda deben montarse para el pulido intermedio y final. La resina más empleada es la baquelita. Se colocan en una prensa la muestra y los polvos. Con temperatura y presión simultánea se moldea la muestra. Se emplea también resina termoplástica, transparente para casos especiales.)
Pulido intermedio (Se produce el pulido sobre hojas de esmeril, cada vez más fino, desde el nº 1, 1/0, 2/0, 3/0 y 4/0, al final, normalmente en seco)
Pulido fino(Se efectúa en una rueda giratoria húmeda cubierta con un paño cargado de partículas abrasivas de tamaño seleccionado: alúmina gamma para Fe y Cu, óxido de cerio para Al y Mg. También pasta de diamante. Los paños son de lanilla o pelillo. La muestra bien pulida mostrará solo inclusiones no metálicas y estará libre de rayaduras.)
Ataque (Se somete a la superficie pulida a una acción química para destacar los componentes.
Cuando hay varias fases, el reactivo ataca preferencialmente a unas más que a otras y las destaca. Cuando hay una fase destaca el límite de grano, debido a la distinta rapidez con que se ataca a los distintos granos. La frontera de grano aparece como valle, al incidir la luz del microscopio la refleja y aparecen líneas oscuras.)
Microscopio metalúrgico (Al ser la muestra opaca debe ser iluminada por luz reflejada. Amplificación máxima 2,000x)
Constitución por Microconstituyentes
Constitución por microconstituyentes, a temperatura ambiente de una aleación Fe-C, con el 2,6 % de carbono, que salta del diagrama estable al metaestable, con un contenido en carbono del 1,4 % de C.
Dar las proporciones de cada microconstituyente justificadas y di el nombre de la aleación resultante.
Defectos en la Soldadura
Enumera de mayor a menor gravedad los defectos en la soldadura según UNE-14011:
- Grietas:
- Longitudinal (ZAC)
- Transversal (ZAC)
- Estrellada (ZAC+zona fusión)
- Falta de fusión (sombrajos)
- Continua
- Discontinua
- Falta de penetración
- Continua
- Discontinua
- Mordedura de borde (a simple vista):
- Continua
- Discontinua
- Escorias: alineadas
- Poros:
- Circulares: aislados o en grupo
- Vermiculares: aislados o en grupo
Ensayo Jominy – Templabilidad
La templabilidad de un acero se define como la propiedad que determina la profundidad y distribución de la dureza inducida mediante el templado a partir de la condición austenítica. La templabilidad de un acero depende principalmente de su composición, el tamaño del grano austenítico y la estructura del acero antes de ser templado. La templabilidad no debe confundirse con la dureza de un acero, que es su resistencia a la deformación plástica, generalmente por indentación o melladura.
En la industria, la manera más común de medir la templabilidad es la prueba de templabilidad de Jominy.
Esta prueba consiste en una vez que la muestra ha sido austenitizada, se coloca en un portapiezas, y se lanza rápidamente un chorro de agua sobre un extremo del espécimen. Después del enfriamiento, dos superficies planas paralelas son pulidas en los extremos opuestos de la barra de prueba y se realizan mediciones de dureza Rockwell C a lo largo de esas superficies.
¿Qué hicimos?
- Normalizado de la pieza. Calentamos la pieza a Ac3+80ºC, donde Ac3 es la temperatura crítica de la pieza. Se calienta a esa temperatura durante media hora aproximadamente (La austenizamos) y luego la enfriamos al aire.
- Calentamos la pieza a Ac3+60ºC. Cuando calentamos la pieza la tenemos introducida dentro de una cajita con virutas metálicas para evitar descarburaciones.
- En menos de cinco segundos la pasamos al dispositivo donde le vamos a echar el chorro de agua.
- La dejamos dentro durante diez minutos.
- Rebajamos la pieza y comenzamos a medir la dureza mediante un Rockwell C.
En el interior de la pieza la velocidad de enfriamiento es más lenta que en la superficie
Estos pasos se los hemos aplicado a dos piezas, a un acero F-112 y a uno F-125, que hemos distribuido durante dos días de prácticas, uno para el proceso previo a la medición de dureza y otro en el que hemos hecho dichas mediciones.
La composición de estos dos aceros es:
F-112 ⇒ %C=0,25
F-125 ⇒ %C=0,42; %Cr=1,05; %Mo=0,22
Notas
Los datos obtenidos en la prácticas son: Distancia (mm) H-R-C 2 28 6 15 14,5 8 Distancia (mm) H-R-C 1 57,5 5,5 52 12,5 51 35,5 46 A más elementos de aleación más hacia arriba y plana se encuentra la curva, al igual que cuando tiene más carbono, lo que hace que la pieza sea más templable.
A menos elementos de aleación y menos carbono más baja la gráfica lo que a su vez la hace menos templable.
SEGÚN UNE-EN 10020:2001
- Por composición química
- Por su calidad
- Por su aplicación
POR COMPOSICIÓN QUÍMICA
- Aceros no aleados o aceros al carbono: de bajo carbono (0,55%)0,25%),>
- Aceros aleados: de baja aleación (aleantes 5%)5%)>
- Aceros inoxidables: > 10,5% en Cr y 1,2%>
POR SU CALIDAD
- Aceros no aleados:
De calidad
Especiales: mayor pureza, contenido de inclusiones no metálicas (para
temple y revenido).
- Aceros Aleados:
De calidad:
1) Para construcción metálica, aparatos a presión o tubos
2) Para carriles etc.
3) Para productos planos, conformación en frío
4) Con solo elemento de aleación Cu
5) Para aplicaciones eléctricas: Si, Al
Especiales: control preciso composición
1) Para const. Mecánica y aparatos a presión.
2) Para rodamientos
3) Para herramientas
4) Aceros rápidos
5) Otros: coef. Dilat. Controlado, res. eléctricas, etc..
Aceros inoxidables:
Con Ni 2,5%
1) Resistentes a la corrosión
2) Resistentes a la oxidación (en caliente)
3) Prestaciones frente a la fluencia.
POR SU APLICACION
- Aceros de construcción
- Aceros de uso general (en bruto laminación)
- Aceros cementados
- Aceros para temple y revenido
- Aceros inoxidables
- Aceros para herramientas de corete y mecanizado
- Aceros rápidos.
DESIGNACION DE ACEROS
- Según UNE EN 10020: 1.YYXX(XX)
- Según UNE-36009: F-XYZZ
- Según UNE-36010
- Según ASTM
- Según AISI
- Según SAE
- Según el CENIM:
Clases
Series
Grupos
Individuos
Clases
- F: Aleaciones férreas;
- L: Aleaciones ligeras;
- C: Aleaciones de cobre;
- V: Aleaciones varias;
La clase es una letra
Serie 1
- F-100: Aceros finos de construcción general
- La serie 1 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-110: Aceros al carbono
- – Grupo F-120: Aceros aleados de gran resistencia
- – Grupo F-130: Aceros aleados de gran resistencia
- – Grupo F-140: Aceros aleados de gran elasticidad
- – Grupo F-150: Aceros para cementar
- – Grupo F-160: Aceros para cementar
- – Grupo F-170: Aceros para nitrurar
Serie 2
- F-200: Aceros para usos especiales
- La serie 2 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-210: Aceros de fácil mecanizado
- – Grupo F-220: Aceros de fácil soldadura
- – Grupo F-230: Aceros con propiedades magnéticas
- – Grupo F-240: Aceros de alta y baja dilatación
- – Grupo F-250: Aceros de resistencia a la fluencia
Serie 3
- F-300: Aceros resistentes a la corrosión y oxidación
- La serie 3 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-310: Aceros inoxidables
- – Grupo F-320/330: Aceros resistentes al calor
Serie 4
- F-400: Aceros para emergencia
- La serie 4 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-410: Aceros de alta resistencia
- – Grupo F-420: Aceros de alta resistencia
- – Grupo F-430: Aceros para cementar
Serie 5
- F-500: Aceros para herramientas
- La serie 5 se compone de los siguientes grupos:
- – F-510: Aceros al carbono para herramientas
- – Grupo F-520: Aceros aleados
- – Grupo F-530: Aceros aleados
- – Grupo F-540: Aceros aleados
– Grupo F-550: Aceros rápidos
Serie 6
- F-600: Aceros comunes
- La serie 6 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-610: Aceros Bessemer
- – Grupo F-620: Aceros Siemens
- – Grupo F-630: Aceros para usos particulares
- – Grupo F-640: Aceros para usos particulares
Serie 7
- F-800: Aceros de moldeo
- La serie 8 se compone de los siguientes grupos:
- – Grupo F-810: Al carbono de moldeo de usos generales
- – Grupo F-820: Al carbono de moldeo de usos generales
- – Grupo F-830: De baja radiación
- – Grupo F-840: De moldeo inoxidables