Relacin de la dureza y tamao de grano con respecto a la temperatura de Cu y Latn

AbstractObtener la relacin entre la dureza y tamao de grano del Cu y latn a partir de su temperatura y propiedades mecnicas. As como se determino la metalografa por medio del microscopio y se obtuvo el tamao de grano para as comparar Cu y Latn a diferentes tiempos y temperaturas

IntroduccinDistribuciones de tamao de las partculas y granos en los materiales son cantidades importantes para la caracterizacin de materiales microestructuras y su desarrollo tiempo durante el engrosamiento. Bsicamente, se entiende que no slo la partcula o grano de tamao normal pero tambin su contraparte estocstico, la funcin de distribucin de tamao, influye en muchas relaciones microestructura-propiedades de materiales[1],[2].Lo que no es menos importante, la variacin en el tiempo de la funcin de distribucin de tamao en s tambin proporciona informacin sobre los procesos fsicos bsicos que subyacen en la cintica de engrosamiento de la microestructura considerado.Esto es especialmente evidente en las propiedades de escala de la funcin de distribucin de tamao, el objeto de numerosos estudios en los ltimos aos especialmente para la maduracin de Ostwald y el crecimiento del grano

El inters mostrado en los aceros avanzados de alta resistencia, incluyendo aceros inoxidables, ha llevado a la consideracin de innovadoras vas de procesamiento.Mientras refinamiento del grano, microaleacin Adems[2], y severa deformacin plsticacontinuar para representar un enfoque pragmtico para mejorar la resistencia de los metales y aleaciones existentes, es clara y ampliamente aceptado que la limitacin de la trayectoria media de dislocacin deslizndose por la estructura nanocristalina constituye el origen de la ductilidad limitada en aleaciones de alta resistencia nanoestructurados.En 1995, Christian y Mahajan, evaluaron crticamente la relacin entre el hermanamiento deformacin y fractura.En los metales y aleaciones cco, alta concentracin de tensin inducida por deformacin gemelos fue reconocida como la posible razn para la iniciacin de la fractura en las intersecciones de gemelo a gemelo.Los metales y aleaciones fcc son dctiles a temperatura ambiente. Pero, a temperaturas bajo cero, importante cantidad de deformacin se produjo por el hermanamiento en los aceros inoxidables austenticos con bajo consumo de energa de falla de apilamiento (SFE), y como se observ consecuencia micro-agrietamiento en gemelo a gemelo intersecciones.Se propuso que el hermanamiento y la fractura eran fenmenos independientes.Sin embargo, el anlisis anterior por Christian y Mahajan tratado estructura de grano grueso convencional.A lo mejor de nuestro conocimiento no existe un informe sobre el comportamiento de la fractura en un solo material procesado utilizando los parmetros de procesado idnticas que exhibe una clara transicin en mecanismo de deformacin de la formacin de martensita inducida por deformacin de hermanamiento, cuando el tamao del grano cambia de CG a NG / UFG.Es a este respecto que el estudio descrito aqu es nico y proporciona nuevos conocimientos en materiales nanocristalinos.En acero de alta resistencia NG / UFG, hermanamiento deformacin contribuy a la excelente ductilidad y velocidad de endurecimiento de alta tensin, mientras que en la baja resistencia del acero CG, la capacidad de alta ductilidad y de endurecimiento por deformacin se asociaron con martensita inducida por deformacin.Curiosamente, las diferencias en el mecanismo de deformacin de CG y NG / aceros UFG influyeron en el comportamiento de fractura.Por lo tanto, el objetivo del estudio descrito aqu es para comprender la interaccin entre el tamao de grano

MaterialJuego de probetas cilndricas de Cu y latn 70/30Pulidora y pao para metales no ferrososPinzas de ataque Charolas de ataque Algodn cido ntricoMicroscopio metalrgicoAnalizador de imgenes IMAGE PRO PLUS 4.5, Microscopio Metalrgico OLYMPUS PM63.Durmetro INSTRON ROCKWELL SERVES 2000

Desarrollo ExperimentalSe tienen 7 probetas de Cu, de la siguiente manera:1 probeta testigo a la cual no se le realizo ningn tratamiento trmico 3 probetas tratadas trmicamente a 500C por 2, 4 y 8 hrs.3 probetas tratadas trmicamente a 800C por 2, 4 y 8 hrs.De la misma forma se tienen se tienen 7 probetas de Latn 70/30 de la siguiente manera:1 probeta testigo a la cual no se le realizo ningn tratamiento trmico 3 probetas tratadas trmicamente a 500C por 2, 4 y 8 hrs.3 probetas tratadas trmicamente a 800C por 2, 4 y 8 hrs.Una vez tratadas las probetas se les realiza un proceso metalogrfico para poder observar la microestructura de cada muestra, El cual consiste en lo siguiente:Proceso de desbaste con papel abrasivo del nmero 80 al nmero 600Proceso de pulido con pao y almina de 0.3 micras Proceso de ataque qumico con cido ntrico, por el mtodo de frotacin, el cual consista en poner algodn en una de las piezas de ataque, aplicar dos gotas de cido ntrico al algodn y frotar rpidamente contra la muestra pulida, inmediatamente sumergir en agua para detener la reaccin. El tiempo de ataque debe controlarse muy cuidadosamente.La accin del ataque se detiene al colocar la muestra bajo una corriente de agua. Lmpiese la muestra con alcohol y secar. Llevar al microscopio y tomar fotomicrografa a 100 aumentos.Una vez obtenidas las fotos de las 14 microestructuras se llevaran al analizador de imgenes para obtener el tamao de grano.Obtener durezas de cada muestra y comparar con el tamao de grano.

ResultadosEn la tabla 1 y 2 se presentan los resultados de dureza tanto para cobre y latn a diferentes tiempos y temperaturas, medidos en el equipo DUROMETRO INSTRON ROCKWELL SERVES 2000. Se realizaron tres pruebas y despus se realiz un promedio de ellos.

Tabla 1. Medicin de dureza de cobreCobre123Promedio HRF

Testigo91,192,891,591,80

500 2h31,131,131,131,10

500 4h29,432,333,231,63

500 8h30,530,531,430,80

800 2h18,617,425,820,60

800 4h25,431,631,629,53

800 8h25,826,423,725,30

Tabla 2. Medicin de dureza de latnLatn123PromedioHRF

Testigo9192,794,892,83

500 2h82,2848383,07

500 4h81,583,182,282,27

500 8h78,879,179,379,07

800 2h60,961,862,161,60

800 4h61,160,261,560,93

800 8h56,653,957,556,00

Posterior a datos de dureza se determin el tamao de grano a partir de un analizador de imgenes IMAGE PRO PLUS 4.5, Microscopio Metalrgico OLYMPUS PM63.Posterior a medir la dureza se midi el tamao de grano de dichas muestras a partir de una micrografa en el microscopio metalrgico OLYMPUS PM63, y despus se analizaron en IMAGE PLUS 4.5 los resultados se muestran en la tabla 3 y 4 respectivamente.

Tabla 3. Resultados de tamao de grano para Latn a diferentes temperaturas y horas.Latn

T C2 hr4 hr6 hr

5006.865.976.6

8006.495.494.1

Tabla 4. Resultados de tamao de grano para Cobre a diferentes temperaturas y horas.Cobre

TC2 hr4 hr6 hr

5007.656.46.58

8004.95.354.9

En la figura 1, se interpreta la manera en cmo se midi el tamao de grano a partir de un ejemplo de una micrografa.

Figura 1. Imagen de una micrografa de Cu a 500C y a 4 hrs

DiscusinEl propsito del ataque qumico es hacer visibles las caractersticas estructurales del metal o aleacin. El proceso debe ser tal que queden claramente diferenciadas las partes de la micro estructura.. Si el tiempo de ataque es demasiado corto, la muestra quedar subatacada y los lmites de grano y otras configuraciones se vern desvanecidos e indistintos cuando se observen en el microscopio. Si el tiempo de ataque es demasiado largo, la muestra se sobre atacar y quedar muy obscura, mostrando colores no usuales.

ConclusionesEl tamao de grano tiene un notable efecto en las propiedades mecnicas del metal. Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento trmico son fcilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnacin trmica afectan el tamao del grano tanto para latn y como para Cu, as como el tiempo tambin fue un factor importante ya que a mayor tiempo de fundicin se obtienen tamaos de grano menores. Con respecto a Cu y Latn, se puede decir que el latn posee tamaos de grano menores es decir una menor resistencia a la fractura comparada con Cu.

Comparando latn y Cu se determina que en cuestiones de dureza, el latn presenta una mayor dureza y por lo tanto posee un tamao de grano menor respecto a Cu, es preferible un tamao de grano pequeo que uno grande. Los metales de grano pequeo tienen mayor resistencia a la traccin, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, as como tambin son menos susceptibles al agrietamiento.

Referencias[1] R.D.K. Misra, X.L. Wan, V.S.A. Challa, M.C. Somani, L.E. Murr, Materials Science and Engineering: A, 626 (2015) 41-50.[2] P. Streitenberger, D. Zllner, Acta Materialia, 88 (2015) 334-345.