Víctor Manuel López Hirata

En el presente trabajo se llevó a cabo la evaluación del recubrimiento Stellite-6 depositado por láser sobre un acero inoxidable austenítico AISI 316L con el objetivo de incrementar su resistencia al desgaste. La caracterización microestructural se realizó de manera experimental mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. La caracterización mecánica del recubrimiento se obtuvo a través de un perfil de microdureza Vickers, así como mediante la evaluación de la resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción. La microestructura del recubrimiento Stellite-6 está compuesta por la fase α rica en Co y carburos tipo M7C3, lo cual concuerda con los resultados obtenidos mediante cálculos realizados con Thermo-Calc. El recubrimiento Stellite-6 proporciona mayor resistencia al desgaste debido a la presencia de un microconstituyente eutéctico α rico en Co y carburos de tipo M7C3. La zona de la intercara entre el Stellite-6 y el acero presenta una microestructura homogénea. Los resultados de la caracterización microestructural mostraron buena concordancia con los obtenidos mediante Thermo-Calc.

El Inconel 713C es una superaleación base Ni con buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas y que se utiliza en estado de colada, por ejemplo, en la fabricación de punzones que trabajan a alta temperatura. En este trabajo se presenta un análisis microestructural de un punzón con estructura de colada por microscopía óptica y electrónica de barrido, así como por difracción de rayos X. El estudio permitió conocer las fases formadas durante la solidificación y conocer el origen de la falla durante el uso del punzón a temperaturas alrededor de 600 °C. Las fases formadas son la matriz gama o austenita y la fase gama prima y carburos ricos en Cr M23C6, lo cual concuerda con las predicciones del programa de cómputo Thermo-Calc. Los resultados de Thermo-Calc indican que la fase gama prima proviene tanto del proceso de colada como de la precipitación originada por la temperatura de operación. El punzón presentó un rechupe o cavidad central que originó la falla durante su uso. Los resultados de Thermo-Calc indican que para la composición química del punzón hay un incremento de la densidad en el último líquido solidificado, originando un rechupe en la parte central que dio origen a la fractura.

The crystallographic texture effect on fatigue endurance anisotropic behavior was evaluated for an API 5L X42 pipeline steel among longitudinal (L-0°), diagonal (D-45°), and circumferential (C-90°) directions. Results showed that the strongest direction was the C-90° direction, which presented the lowest degree of banding (Ai) and grain orientation (Ω12), as well as a larger number of grains oriented parallel to {110} planes. Therefore, fatigue life anisotropy is mainly controlled by the synergistic interaction between pearlite banding degree (Ai) and crystallographic texture. Also, it is foreseen that the observed behavior can be related to the dislocation arrays generated by cyclic loading in relation to microstructure orientation.

This study introduces a novel methodology for predicting the hardness of Zn–Al alloy post-tempering, utilizing their mole fraction and Gibbs energy slope. A linear correlation between these variables and hardness is established -an association not previously documented in the literature. The proposed model achieves an average error of 7%, with errors ranging from nearly 0 up to 9%, the study demonstrates the accessibility to predict the hardness of a binary alloy, this predictive capability significantly reduces reliance on experimental trial-and-error methods, lowering costs and improving material development. Graphical abstract

The microstructural characterization of a fan blade of an aircraft gas turbine, manufacturing of Ti-6Al-4V alloy, was conducted in order to evaluate the occurrence of internal damage. The blade analyzed was removed from aeronautical service. An analysis was carried out by using X-ray computed microtomography and scanning electron microscopy in three samples obtained from the tip and the root of the blade, as well as from its midsection, along its length. These results were compared with those obtained through the microstructural characterization by optical microscopy of specimens, approximately of 15×5×4 mm. The results show the occurrence of early-stage erosive wear on the component and morphological changes of the alpha-grains of Ti-6Al-4V alloy, in comparison with those reported in literature. These changes were observed in the longitudinal and transverse sections of specimens of the blade, which could be related to the mechanical stresses which these elements are subjected during their aeronautical service. The results obtained by X-ray computed microtomography did not show evidence of internal cracking. Finally, the morphological changes identified in the alpha-grains may be a critical parameter to removing these important components from service. Additionally, the use of the open-source software 3D Slicer for the reconstruction of images from X-ray computed microtomography may become a viable and valuable option for the analysis of data obtained by mean of this technique.

Este trabajo analiza la influencia de tratamientos térmicos intercríticos controlados en la evolución microestructural y las propiedades mecánicas de un acero comercial de doble fase (DP780) en lámina. El diseño de los tratamientos se realizó con el software Thermo-Calc, que permitió identificar la región intercrítica entre A1 y A3, así como estimar las fracciones de martensita formadas tras el enfriamiento rápido. La validación experimental se efectuó mediante microscopía óptica y pruebas de dureza Vickers. Tras los tratamientos intercríticos, la fracción de martensita se ajustó entre 26 % y 34 %, con valores de dureza de 202 HV y 256 HV, respectivamente. Estos resultados mostraron buena concordancia con las proyecciones termodinámicas. Se identificó una tendencia clara: el incremento de martensita genera mayor dureza y resistencia. La condición con 34% de martensita se determinó como la más adecuada en cuanto a equilibrio entre resistencia y ductilidad entre las experimentadas, Sin embargo, de acuerdo a Thermo-calc es posible obtener mayores valores de dureza y tensión con mayores fracciones de martensita, , aunque podría ser con pérdida de ductilidad. Estos resultados confirman que el diseño térmico asistido por simulación es una estrategia efectiva para optimizar aceros de doble fase destinados a la industria automotriz, donde la seguridad estructural y la reducción de peso son requisitos fundamentales.

En este trabajo se presenta un estudio de un recocido de homogeneización de un latón alfa con 80Cu/20Zn en estado de colada. La estructura de colada y la microsegregación se analizó con el módulo de Scheil del programa Thermo-Calc, el cual indicó un contenido de cinc no uniforme en las dendritas, y en la región interdendrítica hay un aumento de este elemento. Esto es, la microestructura de colada está formada por dendritas de la fase alfa con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras, mientras que la región interdendrítica presentó la fase beta con estructura cúbica de cuerpo centrado. Para uniformizar la microestructura se diseñó el tratamiento térmico de homogeneización con el programa de cómputo Thermo-Calc DICTRA para obtener una microestructura de granos de la fase alfa de acuerdo con el diagrama de fases Cu-Zn. La solución numérica de DICTRA se basa el resolver numéricamente la segunda ley de Fick utilizando la movilidad atómica que toma en cuenta la interacción termodinámica entre el Cu y Zn. Las temperaturas analizadas variaron de 700 hasta 875 °C con diferentes distancias interdendrítica. El recocido de homogeneización óptimo correspondió a 800 °C por 4 días para una distancia interdendrítica de 57 m. Los resultados de metalografía confirmaron las fases predichas por Thermo-Calc. La dureza de la aleación en estado de cola presentó un valor de 81 VHN en comparación con el valor de 76 VHN para la homogeneizada.

This work studied microstructure evolution during the intercritical treatment of Fe–1.4Si–2.6Mn–0.17C TRIP steel. Steel specimens were heated in the intercritical region, α ferrite and γ austenite phases, at 750 °C for 30 min, water-quenched, air-cooled, and austempered at 350 °C for 30 min. Microstructural analysis was performed by optical microscopy, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. All heat-treated specimens were mechanically characterized by uniaxial tension and Vickers hardness tests. Thermo-Calc software 2024b was used to analyze the microstructure and phases of heat-treated steel. The microstructural characterization results revealed that the phases and microconstituents were ferrite, austenite, cementite, pearlite, and retained austenite. Thermo-Calc results were consistent with the phases and microconstituents identified for each heat-treatment condition. On the other hand, the tension test results showed that the yield strength and ultimate tensile strength ranged between 690 and 820 MPa and 1190–1255 MPa, respectively, for these heat-treated steels. Likewise, Thermo-Calc proved to be a powerful tool for designing intercritical heat treatments for TRIP steels.