Possibility of determining steel grain size using ultrasonic waves

Posibilidad de determinar la granulometría del acero mediante ondas ultrasónicas

Las propiedades del acero dependen también de su estructura interna. En la práctica, se puede distinguir entre estructura primaria (obtenida durante la solidificación) y estructura secundaria (resultado de la transición de la fase γ a la fase α durante el trabajo en caliente o el tratamiento térmico). El grado de refinamiento del grano obtenido se evalúa mediante examen microscópico. En este trabajo se propone un método alternativo en la determinación del grado de refinamiento de la microestructura del acero. El método se basa en la dependencia entre el coeficiente de atenuación del sonido de alta frecuencia y el diámetro medio del grano. El sonido en el acero aumenta cuando el diámetro medio del grano de acero se aproxima a la longitud de onda ultrasónica, debido a la dispersión de las ondas en los límites del grano.

INTRODUCCIÓN

La microestructura del acero es determinante para sus propiedades químicas, físicas y mecánicas. Dependiendo de los parámetros que caracterizan al metal líquido, así como de los parámetros de la colada de acero que influyen en el proceso de cristalización, la macroestructura de coladas y lingotes consta de tres, dos o una sola zona de cristalización. En los lingotes de acero, lo más frecuente es que conste de tres zonas: chill, granos columnares y equiaxiales. La estructura del acero trabajado en caliente acabado depende en gran medida de la estructura primaria del acero colado. Por lo tanto, el conocimiento de la microestructura del acero colado es muy importante en cada etapa de la fabricación de productos de acero.

EXÁMENES METALOGRÁFICOS

Los exámenes metalográficos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones para determinar la macroestructura y la microestructura del acero. Permiten evaluar el impacto de los métodos de tratamiento tecnológico aplicados en la macro y microestructura y los cambios de tensión. Importancia de los exámenes macroscópicos y microscópicos aplicando el microscopio óptico y el microscopio electrónico. 

La macroscopía consiste en la observación visual de superficies naturales o de probetas metalográficas especialmente pretratadas (esmeriladas y grabadas con agentes especiales). Los reactivos utilizados para el grabado de las probetas incluyen, por ejemplo, nital, solución de Baumann, solución de Jacewicz (especialmente para el macrograbado de aceros aleados) o una solución de persulfato de amonio utilizada para la determinación del tamaño de grano en aceros frágiles de baja aleación.

La observación con el microscopio óptico constituye la herramienta básica utilizada para los exámenes metalográficos y requiere el uso de toda la gama de aumentos. Para revelar los límites de grano es necesario grabar la muestra metalográfica.