Metal reducido a granos menudos
Endurecimiento por precipitación
Los materiales metálicos suelen interpretarse en términos de su estructura interna, conocida como microestructura. Esta nota de aplicación, elaborada en colaboración con Zeiss, expertos en óptica y optoelectrónica, explica todo lo que necesita saber sobre las propiedades estructurales del metal, la preparación de materiales para el análisis microestructural y la interpretación de los resultados.
La estructura interna de un metal está formada por áreas cristalinas individuales conocidas como "granos". La estructura, el tamaño y la orientación de estos granos son el resultado de la composición del material (aleación) y de la forma en que se fabrica el material (por ejemplo, forja, fundición o fabricación aditiva). Los granos se forman a partir del material fundido cuando se solidifica, interactúan entre sí y con otros ingredientes, como fases y contaminaciones. Normalmente, la estructura del grano se adapta a la aplicación técnica.
El tamaño y la orientación de los granos y otras características estructurales están directamente relacionados con las propiedades mecánicas y tecnológicas de estos materiales. Las características estructurales también dependen de influencias externas posteriores. Estas influencias incluyen:
Granulometría Astm
ASTM International designa los números de granulometría en función del número medio de granos que tiene un material dentro de un área especificada. Como ventaja adicional, mejorará la calidad del producto, lo que mejorará la moral del taller, hará más felices a los clientes y podría dar lugar a una base de clientes cada vez mayor, aunque sólo sea por el boca a boca. ¿Por qué? Porque a todo el mundo le gusta la buena calidad a un precio justo.Steve Benson es miembro y ex presidente del Precision Sheet Metal Technology Council de la Fabricators & Manufacturers Association International®. Es presidente de ASMA LLC, [email protected]. Benson también dirige el programa de certificación en plegadoras de precisión de la FMA, que se imparte en centros de todo el país. Para más información, visite fmanet.org/training, o llame al 888-394-4362. El último libro del autor, Bending Basics, ya está disponible en la librería de la FMA, fmanet.org/store.
The FABRICATOR es la revista líder en Norteamérica para la industria del conformado y la fabricación de metales. La revista ofrece noticias, artículos técnicos y casos prácticos que permiten a los fabricantes realizar su trabajo de forma más eficiente. FABRICATOR lleva sirviendo al sector desde 1970.
Crecimiento del grano
En general, una microestructura de acero de grano grueso es indeseable debido a los valores relativamente bajos de tenacidad y resistencia. La única ventaja de un grano más grueso es la mejor maquinabilidad resultante, que se debe a la mayor fragilidad del grano grueso (nótese que la fragilidad y la tenacidad siempre se comportan a la inversa). El recocido de grano grueso es una alternativa al recocido blando para mejorar la maquinabilidad, especialmente en los aceros con bajo contenido de carbono inferior al 0,3%.
Durante el recocido de grano grueso, el acero se recuece entre 950 °C y 1100 °C. A estas altas temperaturas, se producen procesos de difusión en el acero. A estas altas temperaturas, los procesos de difusión pueden tener lugar en una medida suficiente para que los átomos puedan volver a adherirse a los límites de grano y provocar así su crecimiento. La fuerza impulsora es la reducción de la energía superficial, que va acompañada de un grano más grande en lugar de muchos pequeños. Dado que los procesos de difusión requieren tiempo, en función del grosor de la pieza, el proceso de recocido dura varias horas.
Límite de grano de ángulo pequeño
ResumenEl desarrollo de metales de alta resistencia ha impulsado el empeño de llevar al límite la reducción del tamaño de grano (d) según la ley Hall-Petch. Pero el refinamiento continuo del grano es particularmente difícil, planteando también el problema del efecto Hall-Petch inverso. En este trabajo demostramos que los metales nanogranulados (NMs) con d de decenas de nanómetros podrían reforzarse hasta un nivel comparable o incluso superior al de los NMs extremadamente finos (d ~ 5 nm) gracias al agotamiento de dislocaciones. Diseñamos el NM de Fe-Ni con enriquecimiento intergranular de Ni. Los resultados muestran el desencadenamiento de la transformación estructural en los límites de grano (GB) a baja temperatura, lo que consume las dislocaciones de la red de forma significativa. Por lo tanto, se sugiere que la plasticidad en los NMs con agotamiento de dislocaciones está dominada por la activación de las fuentes de dislocaciones GB, lo que conduce al efecto de ultraendurecimiento. Este enfoque demuestra una nueva vía para explorar los nanomateriales con las propiedades deseadas mediante la adaptación de las transformaciones de fase a través de la ingeniería fisicoquímica de los GB.
