Influencia de la capa endurecida mediante cementación gaseosa en la respuesta del ruido magnético de barkhausen

RESUMEN: La caracterización a nivel industrial de las capas endurecidas mediante cementación en los aceros ha sido un problema, debido al alto consumo de tiempo y dinero que implica la utilización de técnicas destructivas y no destructivas. Por lo tanto se planteó utilizar el Ruido Magnético de Barkhausen (RMB) como una técnica de ensayo no destructivo complementaria en la caracterización de capas endurecidas en aceros, dado que el RMB es sensible a los cambios microestructurales y de dureza provocados en materiales ferromagnéticos. Es así como en este trabajo se evaluó la influencia de capas cementadas en los aceros AISI-SAE 1020 y 8620 en la respuesta de las señales de RMB. Los tratamientos térmicos superficiales de cementación consistieron en una etapa de carburización con cementantes líquidos, sólidos, y gaseosos, seguida de un tratamiento térmico de temple único con posterior revenido. Se realizó caracterización microestructural y por RMB de las capas en las condiciones sin tratamiento, carburizado y cementado. Las muestras en condición cementada se caracterizaron microestructuralmente para determinar las fases presentes, la composición, morfología y tipo de microestructuras obtenidas así como los perfiles de composición y de dureza alcanzadas. Mientras que en la caracterización por RMB se definieron los parámetros de adquisición, se realizaron las mediciones y los análisis en el dominio del tiempo con el valor cuadrático medio (rms) y las envolventes de las señales de RMB. También se comparó el efecto de la frecuencia de excitación de campo magnético con la microestructura y con la profundidad de donde las señales fueron adquiridas, aplicando la ecuación del skin depth. Finalmente, se relacionaron los resultados de RMB con las capas cementadas obtenidas, analizando la influencia de estas en las señales y estableciendo la correlación entre ellas. Se obtuvo en la superficie de las muestras en condición cementadas, microestructuras de martensita acicular en forma de listones con presencia de austenita retenida en algunas muestras, y en el núcleo una estructura de ferrita alotriomorfa, ferrita widmänstatten y bainita coalescida con poca martensita. Estas microestructuras modificaron las señales afectando la rotación y el crecimiento de los dominios magnéticos y revelaron que al aumentar el potencial de carbono, la temperatura o el tiempo de permanencia, individualmente o combinando dos de ellos, durante la carburización de los aceros AISI/SAE 1020 y 8620 disminuyen los valores rms y las envolventes de las señales de RMB, además que el rms reducen en un orden de magnitud en la condición cementada respecto a la condición sin tratamiento. Se encontró también que el RMB no solo es sensible a la profundidad de capa endurecida sino no a la cantidad, morfologías y tipos de microestructuras obtenidas. Por lo que se concluye que los parámetros en el dominio del tiempo de las señales de RMB pueden ser utilizados como técnica de inspección no destructiva durante el control de calidad de productos en la producción de piezas cementadas, después de seleccionar las condiciones de operación para cada cliente y proceso.

• Autores: Medina Aguas, Rufino
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad de Antioquia
• Repositorio: Repositorio UdeA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/12236
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10495/12236
• Palabra clave: Tratamiento térmico; Heat treatment; Carburizing of steels; Cementación de aceros; Magnetic Barkhausen noise; Ruído magnético de Barkhausen; Surface thermal treatments; http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_24947
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