Examinando por Materia "Acero"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización estructural e hiperfina del acero Fe-20Mn-0,8C
    (Universidad del Valle, 2022) Tello Díaz, Nicolle; Pérez Alcazar, German Antonio; Duran Mejia, Jhon Jairo
    Este trabajo tiene como finalidad caracterizar la microestructura y propiedades hiperfinas del acero Fe-20Mn-0,8C en su versión as-cast y deformado mediante laminación en caliente. Para esto, se realizó un análisis utilizando Espectroscopia Mössbauer (EM), Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), Microscopía óptica (MO) y pruebas de Microdureza (MD). Los espectros Mössbauer fueron ajustados con tres singletes, los cuales se asocian a tres fases γ, con estructura f.c.c., resultado que fue corroborado mediante DRX, en el que también se utilizaron tres fases γ para refinar el espectro obtenido; este acercamiento se justificó bajo una descomposición espinodal incompleta (pues se conserva la fase original) de la fase austenítica de alta temperatura en dos fases austeníticas, una rica y una pobre en C. Por su parte, los análisis de MEB y MO mostraron estructura dendrítica no muy bien definida en la muestra as-cast, mientras que en la muestra laminada se observó una estructura austenítica con granos equiaxiales. Asimismo, las pruebas de dureza y MD permitieron observar los efectos del tratamiento de laminación sobre la dureza del acero, observándose un aumento de 7 ± 2 HRC y 6 ± 2 HRC, respectivamente, tras el tratamiento.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización microestructural, mecánica y electroquímica del recubrimiento carbonitruro de vanadio (VCN) obtenido por magnetrón sputtering R.F.
    (Universidad del Valle, 2015) Pérez Quema, Juan Carlos; Gonzáles Rodríguez, Richard David; Caicedo Angulo, Julio César
    Este trabajo se estudió la influencia del voltaje de polarización negativo (Voltaje Bias) en las propiedades microestructurales, morfológicas, tribológicas, mecánicas y electroquímicas del recubrimiento Carbonitruro de Vanadio (VCN) depositado sobre un acero AISI 8620 por la técnica Magnetrón Sputtering r.f. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por medio de difracción de rayos X (XRD), Microscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) Espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de fuerza atómica (AFM), Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), Nanoindentación, Pin-on-disk, prueba de rayado (Scratch test), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel. A partir de los resultados obtenidos por XRD se determinó que la estructura cristalina del compuesto ternario es FCC tipo NaCl con un parámetro de red de 4.161 Å para recubrimientos depositados con 0V y gracias a la técnica de XPS se pudo validar satisfactoriamente la formación de la molécula VCN y finalizando esta parte, de los resultados de FTIR se determinó los modos de vibración de los enlaces del recubrimiento VCN. Con respecto a la morfología, de los resultados obtenidos por AFM se determinaron la rugosidad y el tamaño de grano encontrando que estos disminuyen al variar el voltaje Bias.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Determinación experimental de la respuesta microestructural del acero Sae 1045 ante el fenómeno de corrosión fatiga
    (Universidad del Valle, 2013) Muñoz Cubillos, Jonnathan; Coronado Marín, John Jairo
    Con el propósito de estudiar el efecto corrosivo del jugo de caña de azúcar sobre la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 y analizar la influencia de la dureza, la microestructura y la superficie de fractura en la resistencia y el límite de fatiga, para las condiciones de temple, temple y revenido a 300 y 600°C, se realizó este trabajo. Se usaron probetas estandarizadas de fatiga tratadas térmicamente para las tres condiciones de tratamiento térmico mencionadas en el párrafo anterior, se usó el ensayo de flexión rotativa para construir las gráficas S-N para las pruebas de fatiga realizadas en aire y jugo de caña de azúcar, se tomaron durezas, se realizaron metalografías y se inspeccionaron las superficies de fractura de las probetas ensayadas en aire y jugo de caña. Todo esto se realizó para encontrar algún tipo de relación entre la dureza, la microestructura y la superficie de fractura con el límite y la resistencia a la fatiga del material estudiado. Se encontró que el material revenido a 300°C presenta el mayor límite de fatiga. El acero templado y sin tratamiento de revenido muestra la condición más desfavorable para cargas cíclicas. Puede existir una relación aproximadamente lineal y directamente proporcional entre la dureza y el límite de fatiga del material para los rangos de temperatura de revenido entre 300 y 600°C. Se encontró que el crecimiento de las partículas de cementita representa una condición desfavorable para el límite de fatiga del material. En las superficies de fractura del acero templado, de las probetas ensayadas tanto en aire como en jugo, no se evidenció algún tipo de inicio y propagación de grietas por fatiga. Para la condición de revenido a 300°C, en los ensayos en aire, se observaron pocos sitios de iniciación de grietas por fatiga comparativamente con la condición de revenido a 600°C. Para ambos casos, se encontró que el jugo de caña de azúcar ocasionó un aumento en los sitios de iniciación de grietas por fatiga al inspeccionar las superficies de fractura de las probetas ensayadas en jugo. El acero templado presentó en su fractura final un mecanismo de fractura intergranular, el material revenido a 300°C presentó un mecanismo de fractura por clivaje con presencia en menor medida de microhoyuelos, y el material revenido a 600°C presentó un mecanismo de fractura por coalescencia de cavidades con presencia de hoyuelos y porosidades. La resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 a 106 ciclos, para la condición de revenido a 600°C, se disminuye por efecto del jugo de caña en aproximadamente 10.3%. Para la condición de revenido a 300°C, la resistencia a la fatiga cae en aproximadamente un 30.3% y para el acero templado ésta se disminuye en aproximadamente un 2.7%. Sin embargo, para esta última condición de tratamiento térmico es muy difícil asegurar esto ya que la vida en aire es demasiado corta para la condición de temple. Aislar el efecto del jugo sobre la vida a fatiga del material templado se hace muy complicado, debido a que el jugo no tiene el suficiente tiempo para estar en contacto con las probetas, y así, estimar realmente cual es la verdadera disminución de la resistencia a la fatiga del acero con esta condición de tratamiento térmico
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    PublicaciónAcceso abierto
    Efecto del contenido de aluminio sobre la conformabilidad de aceros Fe-Mn-XAl-C
    (Universidad del Valle, 2022) Rojas Abadia, Julián Mauricio; Rodriguez Pulecio, Sara Aida; Cordeiro da Silva, Gilmar
    El desarrollo de nuevos materiales menos densos y de alta resistencia ha sido uno de los focos de investigación de la industria automotriz en las últimas décadas. Lo anterior con el objetivo de reducir el peso de los automóviles, generando menos consumo de combustible y siendo más amigables con el medio ambiente. Una de las principales propiedades para los materiales en esta industria es la capacidad de conformación del material. En este trabajo se investigó la conformabilidad de tres aceros austeníticos FeMnAlC, con diferentes porcentajes de aluminio 0%, 3,5% y 8% y densidad 2%, 7% y 12% más baja que la de los aceros típicos de esas aplicaciones. También se utilizó el acero inoxidable AISI 304; como material de validación de la metodología. Se realizó la caracterización del acero inoxidable AISI 304 por medio de ensayos de tensión, anisotropía y curva límite de conformado bajo la norma ASTM 2218 y con un escalamiento de 1:2,8 tanto del montaje experimental como de las probetas. Con estos ensayos se determinó que la curva límite de conformado escalada se ubica por debajo de la estandarizada, con una diferencia del 10% en el parámetro FLD0_EST, debido a la escala y a diferencias en el coeficiente de fricción entre los dispositivos y los cuerpos de prueba. En cuanto a las aleaciones FeMnAlC, la aleación de 8% de aluminio es la que mayor conformabilidad presenta en la prueba de curva límite de conformado, sin embargo, al compararlas con el acero inoxidable AISI 304, todas presentan una baja conformabilidad, la cual está asociada a defectos en los cuerpos de prueba, como lo son, variaciones de espesor y alta rugosidad, lo que conlleva a que existan concentradores de esfuerzos en la superficie propiciando la fractura temprana del material. Adicionalmente, para las aleaciones FeMnAlC, se realizó la prueba de Limit Drawin Ratio, para un valor de LDR de 1,9; en la que la aleación de 8% mostró mejor desempeño, ya que tanto la de 0% Al y la de 3,5% Al presentaron el fenómeno conocido como wrinkling, el cual consiste en arrugas que aparecen en el borde en la dirección de embutido, mostrando que la ultimas requieren una mayor carga de apriete durante el proceso. Además, con esta prueba se logró determinar que la adición de aluminio mejora la conformabilidad de las aleaciones FeMnAlC en procesos de embutido, ya que para la de cero aluminio se presentaron grietas radiales en el borde de la copa, producto del endurecimiento por deformación causado por la transformación de austenita metaestable en martensita, mientras que para las otras dos aleaciones, gracias a la adición de aluminio, se aumentó la energía de falla de apilamiento lo cual disminuyó la densidad de maclas generadas en el proceso de embutido, mejorando la ductilidad del material y evitando que el material se agrietara
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio de la tribocorrosión en aceros austeníticos fe-20mn-xal-0,9c en un fluido corporal simulado
    (Universidad del Valle, 2022) Barona Osorio, Gisselle Marcela; Coronado Marín, John Jairo; Rodriguez Pulecio, Sara Aida
    En distintas aplicaciones de ingeniería, el rendimiento a largo plazo de los aceros se veafectado por las cargas a las que están sujetas y al entorno en el que se encuentran debido a la acción simultánea de dos fenómenos, el desgaste y la corrosión. Dicha combinación se conoce como tribocorrosión y su estudio es de gran importancia para comprender y mejorar la vida útil de las aleaciones. En este trabajo se investigó la respuesta frente a la tribocorrosión de cuatro aceros austeníticos, un acero comercial AISI 316L y tres aleaciones Fe-Mn-Al-C con 0,0, 3,5 y 8,3 % de Al. Se utilizó un tribómetro pin sobre disco adaptado con una celda de corrosión de tres electrodos y solución de inger como electrolito, la cual se usa típicamente para simular fluidos corporales. Se observó que las tasas de desgaste total y desgaste puro fueron mayores para la aleación de 3,5% Al debido a la mayor precipitación e incrustación de minerales de calcio e hidróxidos de hierro dentro y fuera de la pista durante el desgaste puro, al desprendimiento de la capa endurecida y a la adhesión de esta al contracuerpo, así como la formación de óxidos de hierro y manganeso sobre la superficie durante el desgaste total. Respecto a la tasa de corrosión se encontró que disminuyó al aumentar el contenido de Al. Adicionalmente, la aleación de 8,3% Al exhibió el mayor efecto de sinergia, indicando que esta aleación es más sensible a este efecto que los otros aceros. En todos los materiales el cambio en la tasa de desgaste debida a la corrosión tuvo mayor aporte a la sinergia que el cambio en la corrosión debida al desgaste y el deterioro en los materiales se derivó principalmente del desgaste mecánico puro y el desgaste inducido por corrosión. El acero inoxidable AISI 316L mostró las mejores propiedades frente a los fenómenos de desgaste y corrosión, lo cual se atribuye a su alto contenido de Cr y alto valor de energía de falla de apilamiento lo cual genera una proporción de transformación de austenita a martensita y una capa endurecida en la superficie. Finalmente, en este caso de desgaste por deslizamiento en sinergia con la corrosión, la adición de Al, la formación de precipitados y el endurecimiento debido a la deformación influyeron en el comportamiento de la resistencia al desgaste total de los materiales, independientemente de su valor de dureza inicial, de forma que las aleaciones sufrieron un aumento en la dureza debido a la deformación plástica durante el desgaste y posteriormente la capa endurecida fue removida ya que no es soportada por el material base (material más blando) produciendo una mayor eliminación del material a causa del paso posterior del contracuerpo con material base y óxidos duros adheridos a este. En el caso de 0% Al se tiene un mayor coeficiente de endurecimiento por deformación debido a que alguna porción de la austenita metaestable se transforma en martensita y al mismo tiempo se forman maclas desde el inicio de la deformación, mientras que para las otras dos aleaciones el inicio del maclado se produce a mayores deformaciones. Por otra parte, la aleación de 3,5% Al sufrió un mayor desprendimiento de material endurecido, adhesión de este sobre el contracuerpo y la formación de óxidos de hierro y manganeso lo cual causó una mayor tasa de desgaste total.