METALOGRAFA CUANTITATIVA

ESTEREOLOGA

Ing. Nilthon Zavaleta Gutierrez Ingeniera Metalrgica

Universidad Nacional de Trujillo

Normas: Su importancia

Las normas representan un resumen del estado actual del conocimiento sobre las mejores prcticas para su uso.

Las normas son preparados por expertos en la materia.

Las normas estandarizan los mtodos a utilizar por los laboratorios lo que permite su reproducibilidad (congruencia entre los laboratorios).

Tipos de estndares Estndares de la compaa: Se relacionan mejor con las

necesidades locales, pero los mtodos pueden ser menos desarrollados y definido.

Estndares nacionales: Desarrollado por expertos de la industria/acadmica en un campo particular; sin embargo, las prcticas y la calidad de los estndares varan de un pas a otro.

Estndares internacionales: stas se han escrito, y votado en un nmero de pases con tecnologa de punta y representa las mejores ideas en un mtodo de ensayo dado.

Estndares ISO: Tienden a ser de corta duracin y slo contienen la informacin bsica necesaria.

Estndares de los mtodos de ensayo ASTM: Dan ms detalles del conocimiento y tienen datos de precisin y rango de error basado en programas de ensayos inter-laboratorios.

Creacin de un Estndar ASTM

Existen ms de 130 comits de la ASTM, y cada comit puede crear estndares (de varios tipos) en su tema de inters.

El comit E-4 sobre Metalografa escribe los mtodos de ensayo estndar en el rea de metalografa.

Un estndar se crea cuando se demuestra que existe una necesidad. Se forma un grupo de trabajo conformado por expertos en el tema para escribir un borrador.

El borrador es sometido a votacin en el grupo de trabajo hasta que todos estn de acuerdo que esto es aceptable para ir a la votacin de un Subcomit.

Despus de que pasa la votacin del subcomit, debe pasar a la votacin del comit, y luego a la votacin de la sociedad.

Los estndares ASTM: Proceso de Mantenimiento

Todos los estndares de la ASTM deben ser revisados cada 5 aos.

A un grupo de trabajo se le asigna la revisin del estndar.

Este grupo decide si: el estndar es aceptable tal como est escrito, si el estndar debe ser modificado porque la tecnologa ha cambiado, o el estndar no tiene valor y es obsoleta.

Para cualquiera de las acciones anteriores, se requiere una votacin. Si se trata de una revisin, un grupo de trabajo realiza los cambios necesarios. El borrador revisado debe ir a travs de votaciones dentro del grupo de trabajo, el Subcomit, el Comit y la sociedad.

Si est siendo retirado o re-aprobado tal como est, esta decisin debe ser votado, pero es generalmente una votacin simple.

Los estndares ASTM: Proceso de Mantenimiento

Estndares ASTM de Metalografa. Terminologa (E7)

Preparacin de Muestras (E3, E340, E407, E768, E1558, E1920, E2015).

Evaluacin macro-estructural (E381, E1180).

Microscopa ptica (E883, E1951).

Metalografa cuantitativa (E45, E112, E562, E930, E1077, E1122, E1181, E1245, E1268, E1382, E2109).

DRX, SEM, TEM (E81, E82, E766, E963, E975, E986, E2142).

Ensayo de dureza por micro-identacin (E384)

Estndares para la metalografa cuantitativa

Fraccin en volumen (E 562)

Tamao del grano (E 112, E 930, E 1181, E 1382)

Clasificacin de la Inclusin (E 45, E 1122, E 1245)

Caracterizacin general de partculas (E 1245)

Profundidad de descarburizacin (E 1977)

Bandeado/alineamiento de la microestructura (E 1268)

Metalografa Cuantitativa Son mediciones numricas de las caractersticas microestructurales del material.

1. Los gradientes de superficie Los mtodos estndares de metrologa 2. Microestructuras de la matriz

Las mediciones estereolgicas Las mediciones de Metrologa

Mediciones de gradientes de la superficie

Profundidad de capa (carburizada, nitrurada, etc.)

Profundidad de descarburizacin (diminucin del porcentaje de carbono en la superficie)

Espesor de recubrimiento (zincado, cromado, niquelado, etc.)

Profundidad de capa alfa, etc.

Ejemplo de Mediciones de gradientes de la superficie

ASTM E 1077 usado para medir la profundidad de descarburizacin.

El mismo procedimiento puede ser usado para medir profundidad de capa de carburizacin, capa de nitruracin, etc.; o espesores de recubrimiento.

Estas muestras son de acero aleado 5160M utilizado para resortes helicoidales de automviles. Ellos fueron templados y revenidos. El primero de la izquierda, T1, exhibe una completa prdida de carbono en la superficie. Debajo existe un cambio gradual de la microestructura de la matriz y el contenido de carbono. La probeta de la derecha, T2, tiene muy poca prdida de carbono en la superficie.

Mediciones de Descarburizacin

T1 T2

La dureza superficial del T1 fue 27.8 HRC y del T2 fue 59.1 HRC. La profundidad de capa de ferrita sobre la superficie de T1 caus una fuerte disminucin en la dureza desde el valor esperado de alrededor de 64 HRC.

Mediciones de Descarburizacin

T1 T2

Estereologa

Es la extrapolacin de las mediciones realizadas sobre un plano de seccionamiento bidimensional para determinar las caractersticas tridimensionales de la microestructura.

Las mediciones pueden ser 0, 1, o 2 dimensiones (es decir, puntos, lneas, reas)

Mediciones microestructurales de la matriz

Imgenes de superficies planas

Imgenes de superficies no planas (curvada)

Imgenes proyectadas

Imgenes en superficies planas

Las superficies planas, pulidas y atacadas no requieren correcciones adicionales y son las ms sencillas de emplear. Debe reducirse al mnimo el relieve superficial en la preparacin y la profundidad del ataque debe ser mnimo.

Imgenes en superficies no-planas

Las imgenes de microscopa electrnica de barrido de superficies fracturadas son representadas por superficies planas; sin embargo, las superficies no son planas sino entrantes y salientes, y su morfologa vara segn el modo de fractura. Las mediciones deben ser corregida por medio de la determinacin de la rugosidad de la superficie, por ejemplo, utilizando secciones verticales.

Superficies de fractura del acero 17-4 PH. (a) fragilizado por hidrgeno y (b) sin fragilizar

Imgenes Proyectadas

Imgenes creadas usando luz transmitida o electrones (como en el microscopio electrnico de transmisin) detectando la estructura dentro de un volumen de material. Por lo tanto, las mediciones reflejan los datos en volumen y los resultados deben ser corregidos conociendo el espesor o profundidad de la imagen plana.

Precipitados en un acero T91. Son carbonitruros de Nb y V y carburos de Cr.

Muestreo El muestreo debe ser adecuado. Casi nunca es excesivo, pero si a

menudo inadecuado desde un punto de vista estadstico.

El muestreo aleatorio es el mejor, pero solo puede ser utilizado en muy pocos casos. Piezas pequeas hechas en grandes cantidad, tales como sujetadores, pueden ser muestreadas al azar. Pero, en componentes de mayor tamao no es aplicable el muestreo al azar.

En la mayora de los componentes el muestreo se realiza en localizaciones planeadas. En lingotes, se pueden tomar muestras desde su parte superior e inferior, y en barras forjadas o palanquillas la muestra se toma en localizaciones intermedias.

En productos forjado, las mediciones se realizan en diferente planos especificados: longitudinal, transversal o superficial. Las mediciones sobre estos planos pueden ser muy diferentes, debido a que la deformacin plstica que se le aplic al componente, puede alterar la forma tridimensional de los rasgos microestructurales. Por ejemplo, las inclusiones se alargan en la direccin de deformacin y las mediciones son muy diferentes en estos planos referidos.

Preparacin de las Muestras Un analizador de imagen (software) requiere de probetas preparadas correctamente con una calidad mucho mayor que la que se necesita cuando se realiza mediciones manuales.

!El software no puede medir lo que no ha sido resuelto con el ataque metalogrfico!

Smbolos Estereolgico

P= punto

L= lnea

A= rea planar

S= Superficie curvada

V= Volumen

N= nmero Los smbolos pueden ser combinados, por ejemplo, VV, NA, LA, SV.

Smbolo Unidades Descripcin Nombre Comn

P ......... Nmero de elementos de punto o

Nmero de puntos de prueba

...............

PP .......... Nmero de elementos de punto dividido por el

nmero total de puntos de prueba

Punto cuenta

Fraccin de puntos

L mm Longitud de elementos lineales o

Longitud de la lnea de ensayo

..............

PL mm-1

Nmero de punto intersectados dividido por

unidad de longitud de la lnea de prueba

...............

LL mm/mm Suma de las longitudes lineales interceptadas

dividida por la longitud total de la lnea de prueba

Fraccin lineal

A mm2 rea planar de rasgos interceptados o

rea de prueba

................

S mm2 rea superficial o

rea de interfase,

Generalmente reservada para superficies

curvadas

...............

AA mm2/mm

2 Suma de reas de rasgos interceptadas dividido

por el rea total de prueba

Fraccin de rea

Smbolos principales y notaciones combinadas para la metalografa cuantitativa.

Smbolo Unidades Descripcin Nombre Comn

SV mm2/mm

3 rea superficial o de interfase dividido por

el volumen total de prueba.

................

VV mm3/mm

3 Suma de volmenes de rasgos estructurales

dividido por el volumen total de prueba

Fraccin de volumen

N .............. Nmeros de rasgos estructurales ...............

NL mm-1

Nmero de intercepciones de caractersticas

microestructurales dividido por la longitud total de lnea de prueba

Densidad lineal

PA mm2

Nmero de puntos en los rasgos de la

microestructura dividido por el rea total de

prueba

................

LA mm/mm2 Suma de longitudes en rasgos lineales

dividido por el rea total de prueba

Permetro (total)

NA mm-2

Nmero de intercepciones en los rasgos

estructurales dividido por el rea total de prueba

Densidad de rea

PV mm-3

Nmero de puntos por unidad de volumen ...............

LV mm/mm3 Longitud de los rasgos estructurales

dividido por volumen de prueba

...............

NV mm-3

Nmero de rasgos estructurales dividido

por volumen de prueba

Densidad volumtrica

Smbolos principales y notaciones combinadas para la metalografa cuantitativa.

Fraccin en Volumen de una Segunda Fase

T

VV

VV

Pero, no hay un mtodo sencillo para medir directamente el volumen por unidad de volumen de un constituyente

La fraccin en volumen puede ser evaluado desde la fraccin en rea, fraccin lineal o la fraccin de puntos, esto es:

PLAV PLAV

Para mediciones manuales, PP es el mtodo ms fcil y el ms eficiente (es decir, mejor precisin para una dada cantidad de trabajo)

Relaciones entre las cantidades medidas () y calculadas (). Las dimensiones son expresadas en milmetros.

)mm( PLAV oPLAV

)mm( P2L*)1416.3/4(S 1LAV

)(mm P2L -2AV

Anlisis de rea Fraccin de rea

Es el procedimiento de medicin ms antiguo, utilizado con minerales. Slo puede ser realizado manualmente en caractersticas microestructurales gruesas y de formas geomtricas simples. El mtodo es muy preciso para un campo determinado, pero consume demasiado tiempo para medir un gran nmero de campos.

T

AA

AA

Se muestra una microestructura artificial que consta de 30 partculas esfricas con tres dimetros diferentes: 12.6, 21.6 y 34 mm.

Anlisis de rea Fraccin de rea

Anlisis de rea Fraccin de rea, AA

Calculamos el rea de cada partcula esfrica (circular en seccin transversal) basado en la medida del dimetro y el nmero de cada tamao de partcula. Suponemos que la imagen es de 500X. El rea de las partculas circulares son; 124.69, 366.44 y 907.92 mm2. La medicin del rea de ensayo 512 x 380 mm 194560 mm2.

%6.5056.0

)380512(

69.12414)44.36610()92.9076(

A

A

A

x

xxxA

Fraccin en Volumen: Puntos - Cuentas ASTM E 562

T

PP

PP

Superponer una cuadrcula compuesta de puntos sobre la microestructura.

En la prctica, los puntos son difciles de ver, por ello se usa cruces o interseccin de lneas de ensayo vertical y horizontal. La interseccin es el "punto".

El punto tiene que estar en la constituyente para que sea un "acierto o una cuenta". Si ste cae de manera tangente, se considera como una mitad de acierto.

PP se calcula mediante:

El nmero ptimo de puntos en una grilla es una funcin de la fraccin en volumen a ser medida y es determinada desde la ecuacin, P=3/VV, donde la fraccin en volumen es una fraccin y no un porcentaje. As, conforme VV disminuye desde 0.5 (50%) hasta 0.01 (1%), P vara desde 6 a 300.

La siguiente grilla de 100 puntos es conveniente usar para cada acierto de 1%.

Fraccin en Volumen: Puntos - Cuentas ASTM E 562

La grilla consta de diez lneas horizontales y 10 lneas verticales, produciendo 100 puntos (los puntos son las intersecciones de las lneas).

Esta se superpone sobre la microestructura y la imagen es analizada, por lo general desde el extremo superior izquierdo hasta el inferior derecho, mientras se va registrando el nmero de puntos que se encuentran dentro de la fase de inters, y aquellos sobre los lmites de la fase (considerados como la mitad de un "acierto").

Esto se repite para N campos. Luego, la fraccin de puntos es calculado y es una estimacin de la fraccin en volumen

Fraccin en Volumen: Puntos - Cuentas ASTM E 562

En este ejemplo hay 6 "aciertos" donde los "puntos" estaban dentro del constituyente de inters, y ningn acierto fue tangente. Por lo tanto, la fraccin de puntos se calcula como:

Para obtener mejores resultados, ms campos deben ser evaluados

Fraccin en Volumen: Puntos - Cuentas ASTM E 562

%606.0100

6PP

Anlisis de imagen vs proceso manual

Para el trabajo manual, a fin de obtener la mejor precisin, se debe contar puntos en ms campos debido a que la variabilidad de campo a campo tiene una mayor influencia sobre la precisin, que la precisin en la medicin de un slo campo. El refrn es "hacer ms y menos bien" - es decir, poner menos esfuerzo para la medicin de cada campo y hacer ms campos.

En el trabajo de anlisis de imagen, todos los pxeles en el campo se utilizan. Por lo tanto, la precisin por campo es superior, incluso el tiempo por campo es muy pequeo. Por lo tanto, aun si N es el mismo, el % de exactitud relativa es mejor.

Puntos Interceptados por Unidad de Longitud, PL

T

LL

PP

P es el nmero de intersecciones y LT es la

longitud de lnea verdadera (longitud de lnea/aumento)

PL es una medida del nmero de puntos interceptados con los lmites de las fases o lmites de grano por unidad de longitud de lnea de ensayo. Esto es calculado desde:

Puntos Interceptados por Unidad de Longitud, PL

En el ejemplo, P es 35. Si cada una de las 10 lneas es de 256 mm de longitud, y el aumento es 500X, entonces LT es 5.12 mm, y

184.612.5

35 mmPL

Caractersticas Interceptadas por Unidad de Longitud, NL

N es el nmero de intersecciones y LT es la longitud de lnea verdadera (longitud de lnea/aumento)

NL es una medida del nmero de intercepciones con las fases o granos por unidad de longitud de lnea de ensayo. Esto es calculado desde;

T

LL

NN

En el ejemplo, N es 17.5. Si cada una de las 10 lneas es de 256 mm de longitud, y el aumento es 500X, entonces LT es 5.12 mm, y

142.312.5

5.17 mmNL

Caractersticas Interceptadas por Unidad de Longitud, NL

TAA

NN

El nmero de partculas por unidad de rea, NA, es una medida de la cantidad de partculas, esto es la densidad numrica.

NA est relacionada al nmero por unidad de volumen, NV, lo cual puede slo ser determinado mediante una serie de seccionamientos. Esto es determinado mediante:

Microestructura artificial con 30 partculas

Caractersticas Interceptadas por Unidad de rea, NA

El rea de ensayo mide 256x190 mm y el aumento es 500X. por lo tanto, NA es dado mediante 30 partculas dividido por el rea de ensayo verdadero:

Microestructura artificial con 30 partculas 22.154

)500/190()500/256(

30 mm

xNA

Caractersticas Interceptadas por Unidad de Longitud, NL

rea Promedio de la partcula, A

A

A

N

AA

El tamao de partcula promedio, puede ser determinado desde una relacin de las mediciones de campo, AA y NA, sin el uso de mediciones de rea individuales de partculas, desde:

La fraccin de rea fue determinada previamente mediante el anlisis de rea, anlisis lineal y punto cuenta, esto es, AA, LL y PP. De estas el valor de AA es el ms preciso. NA fue tambin determinado. As, el rea promedio de seccin transversal de la partcula es:

22.3630003632.02.154

056.0mA

rea Promedio de la partcula, A

Usando un analizador de imagen (software), podemos medir el rea de cada partcula, sumar todas las reas, y dividirla por el nmero de partculas. Como tenemos partculas con una seccin transversal circular perfecta, podemos medir el dimetro y calcular el rea de cada partcula. Luego, sumamos las reas y dividimos por el nmero de partculas. El promedio del rea es:

El rea promedio basada en la fraccin de rea dividida por el nmero por unidad de rea= 363.2 mm2

El rea promedio basada en mediciones reales fue 361.9 mm2

29.36130

6.10857m

N

AA

i

Promedio del espaciamiento centro a centro entre Partculas,

El espaciamiento promedio entre los centros de las partculas, en todas las direcciones, es dado simplemente mediante la recproca de NL

En el caso de la nuestra microestructura artificial analizada, NL fue determinada como 3.42 intercepciones por mm, por lo tanto, es:

LN

1

mmm 4.2922924.042.3

1

Promedio del espaciamiento borde a borde entre Partculas,

L

A

N

A

1

El espaciamiento promedio entre los bordes de las partculas, conocido como el camino libre promedio, es un buen parmetro de sensibilidad de la microestructura. es calculado desde:

Para el caso de la microestructura artificial, AA y NL fueron determinados, por lo tanto, es:

mmm 276276.042.3

056.01

Este es un parmetro muy sensible de la microestructura usado en el ASTM E 1245 para caracterizar las partculas de segunda fase.

Atacado con reactivo Vilella, oscurece la

matriz de martensita, es visible algo de

austenita retenida, los precipitados son

M7C3.

Atacado con reactivo Behara B0 (100 ml de

H2O, 0.6 ml HCl, 1 g K2S2O5) revela la

austenita retenida tan clara como los

precipitados M7C3.

Promedio del espaciamiento borde a borde entre Partculas,

Grado de orientacin,

)(571.0)(

)()(

LL

LL

PP

PP

Normalmente expresado como un porcentaje (%)

LP

LP

nmero de puntos interceptados con las lneas perpendiculares a la direccin de deformacin

nmero de puntos interceptados con las lneas paralelas a la direccin de deformacin

Usado en el ASTM E 1268 para evaluar el grado de bandeado u orientacin en estructuras vistas sobre un plano horizontal.

Grado de orientacin,

Acero de tubera X42, condicin de laminado

Microestructura de un acero de una tubera X42 laminado en caliente atacado secuencialmente con picral al 4% y nital al 2% revelando una severa estructura bandeada de ferrita y perlita. La direccin de laminado en caliente es horizontal. La flecha indica una inclusin de MnS elongada.

Granos y Lmites de Grano

Los granos son cristales individuales dentro del metal.

La mayora de los metales son policristalinos, esto es, constituido por muchos cristales individuales.

Los lmites de grano son interfases que separan granos adyacentes donde la orientacin de la red de los cristales cambia desde un grano a otro.

Tamao de Grano

Es la dimensin de los granos en un metal policristalino. Aunque los granos son tridimensionales en el espacio, el tamao se estima sobre el plano bidimensional de pulido para un gran agregado de granos.

Tipos de tamaos de grano

(a) No maclados (ferrita, metales BCC, aluminio); (b) metales FCC maclados (austenita, Cu, Ni); (c) austenita previa (material base en aceros templados y revenidos)

Aluminio Cobre

Mediciones de Tamao de Grano

Se puede utilizar diferentes mediciones expresar el tamao de grano

n = Nmero de granos/pulg2 a 100X

NA = Nmero de granos/mm2 a 1X

A = rea de grano promedio, mm2

d = Dimetro de grano promedio, mm

l = Longitud de intercepto lineal promedio, mm

Mtodos para mediciones de Tamao de Grano

Comparacin con cartas estandarizadas

Tamao de grano de fractura de Shepherd

Mtodo planimtrico Jeffries

Mtodo del intercepto Heyn/Hilliard/Abrams

Mtodo del intercepto Snyder-Graff

Mtodos de distribucin de tamao de grano 2D a 3D

Definicin de Tamao de Grano ASTM 1G2n

n = nmero de granos/pulg2 a 100X G= Nmero de tamao de grano ASTM

La ecuacin fue desarrollado por Timken Co. Fue introducido en 1951 en la norma E 91 - Mtodo de la ASTM para estimar el tamao de grano promedio de metales no ferrosos, excepto el cobre y sus aleaciones.

G n G n

1 1 6 32

2 2 7 64

3 4 8 128

4 8 9 256

5 16 10 512

Estndares ASTM en uso para determinar el tamao de grano

ASTM E 112: Para estructuras de granos monofsicos equiaxiados

ASTM E 930: Para estructura de granos con un grano ocasional muy grande

Estndares ASTM en uso para determinar el tamao de grano

ASTM E 1181: Para caracterizacin de estructura de grano dplex

ASTM E 1382: Para mediciones de tamao de grano por anlisis de imagen

Comparacin con cartas estandarizadas Observar una microestructura atacada apropiadamente, utilizando la misma ampliacin como la carta, y elegir la fotografa de la carta ms prxima en tamao a la probeta de ensayo. Si la estructura del grano es muy fina, incrementar los aumentos, escoger la fotografa de la carta ms cercana y corregir la diferencia en aumento segn:

)(M/M log 64.6

b

Q

QGCartaG

Donde M es el aumento usado y Mb es el aumento de la carta

Mtodo Planimtrico de Jeffries

crculo del rea /aumentos Jeffries de dormultiplicaf

)2/n(nfN

2

21A

n1= nmero de granos que se encuentran completamente dentro del crculo de ensayo

n2= nmero de granos interceptados por el crculo de ensayo

Este mtodo es usado en aleaciones ferrosas y no ferrosas. Es muy exacto y sencillo de realizar. Se aplica a materiales con granos equiaxiales, lo cual suele ser el caso de metales y aleaciones completamente recocidas.

Este mtodo emplea rectngulos o un crculo (79.8 mm de dimetro) de 5000 mm2 de rea.

2.955- A) log 322.3(

1promedio grano de

G

NArea

A

Mtodo Planimtrico de Jeffries

n1= 68 n2= 41

2A

2

A

21A

granos/mm 177N

5000

100

2

4168N

)2/n(nfN

4.512.955- 0.00565) log 322.3(G

mm00565.0N

1A 2

A

Consideremos la microestructura artificial a 100X, donde se sobrepuso una lmina transparente conteniendo una circunferencia de 5000 mm2 de rea.

Mtodo Planimtrico de Jeffries Ejemplo

Acero austentico al Mn, recocido en solucin y envejecido para precipitar una fase perltica en los lmites de grano; 100X. Hay 43 granos dentro del crculo (n1) y hay 25 granos interceptando el crculo (n2). El rea del crculo de ensayo es de 5000 mm

2.

2A

2

A

21A

granos/mm 111N

5000

100

2

2543N

)2/n(nfN

84.32.955- 0.009) log 322.3(G

mm009.0N

1A 2

A

(Claro est, que mientras ms campos sean

evaluados, mejor son los resultados estadsticos

obtenidos)

Mtodo de intercepto Heyn/Hilliard/Abrams

T

L

T

LL

PP ;

L

NN

Donde LT es la longitud de lnea de ensayo verdadera

Este mtodo es apropiado cuando los granos no son equiaxiales; sin embargo, tambin se emplea en el caso de granos equiaxiales. La medida del tamao de grano se realiza empleando un aumento M.

Se aplica una lnea de ensayo sobre la microestructura y se cuenta el nmero de los granos interceptados o el nmero de intercepciones de lmites de grano (ms fcil para una estructura de grano monofsica). Despus de contar N o P, dividir el resultado por la verdadera longitud de lnea para obtener NL o PL.

28836446G

28836446G

P

1

N

1Intercepto

LL

.(l) log .

.)P o (N log .

l promedio, lineal

LL

Mtodo de intercepto Heyn/Hilliard/Abrams

/mm dosintercepta granos de nmero 80)100/70(

56NL

mm/grano 0.0125 80

1

36.9288.3)0125.0(log 644.6G

Problema: Si en una fotomicrografa de 100X se han contado 56 granos cortados por un segmento de 70 mm de longitud, se tiene:

M = 100; N = 56 y L = 70 mm

Reemplazando en la ecuacin anterior se obtiene que:

Mtodo de intercepto Heyn/Hilliard/Abrams Si la estructura del grano no es equiaxiada, sino muestra algo de distorsin en la forma de los granos, utilice lneas de ensayo rectas en diversos ngulos, o simplemente horizontales y verticales con respecto al eje de deformacin de la probeta.

Alternativamente, se puede utilizar crculos de prueba, tales como la grilla de tres crculos ASTM (tres crculos concntricos con una longitud de 500 mm). Este patrn de prueba promedia la anisotropa.

Mtodo de intercepto Heyn/Hilliard/Abrams

Los tres crculos concntricos presentan 41, 25 y 20 granos interceptados.

9.4288.3644.6G

mm0581.02.17

1

mm2.17100/500

86N

86202541N

1L

(0.0581) log

l

Considere la microestructura a 100X, donde se ha sobrepuesto una lmina transparente conteniendo tres crculos concntricos con una circunferencia total de 500 mm,

Ejemplo de intercepciones de tamao de grano- Monofsico

Micrografa a 100X del acero inoxidable 304 atacado electrolticamente con 60% HNO3 (0.6V dc, 120s, ctodo de platino). Los tres crculos concntricos tienen una circunferencia total de 500 mm. La cuenta de las intercepciones de los lmites de grano dio 75 (P= 75).

5428836446G

mm067015

1

mm15100500

75P 1L

..(0.067) log .

.l

/

Ejemplo de intercepciones de tamao de grano- Monofsico

Micrografa 100X de una super-aleacin base nquel FCC maclada, X-750, despus del ataque con reactivo Beraha. Esta es una microestructura mucho ms difcil para las cuentas de los interceptos. Los tres crculos miden 500 mm y P es 63 (intersecciones con los lmites de macla son ignorados)

0428836446G

mm07940612

1

mm612100500

63P 1L

..(0.0794) log .

..

l

./

N= nmero de granos interceptados

LT= longitud de la lnea de ensayo/aumentos

VV= fraccin en volumen de la fase .

N

)(VV TLl

Para la determinacin del tamao de grano de una fase, en materiales bifsicas, se debe considerar la fraccin en volumen de la fase en estudio. La ecuacin utilizada es la siguiente:

Mtodo de intercepto para dos constituyentes

Mtodo de intercepto para dos constituyentes

Micrografa alfa/beta de Ti-6242 a 500X, atacada con reactivo Kroll. Las circunferencias de los tres crculos es 500 mm. Cuentas por puntos revel una fraccin en volumen de la fase alfa de 0.485 (48.5%). 76 granos alfa fueron interceptados por los tres crculos.

mm006382076

5005004850l .

)/)(.(

3.11288.3(0.006382) log 644.6 G