Monitoreo de la precipitación de partículas nanométricas en aceros microaleados mediante mediciones de resistividad eléctrica durante su procesamiento termo-mecánico simulado

Abstract

La medición de cambios en la resistividad eléctrica es una técnica prometedora para rastrear (monitorear) el avance de las transformaciones de estado sólido en los aceros. Este método puede presentar varias ventajas frente a otras técnicas de caracterización como SEM, APT, etc. Sin embargo, aún no se ha evaluado su fiabilidad y sensibilidad para varias aplicaciones. Este trabajo investiga la aplicabilidad de las medidas de resistividad eléctrica para evaluar el avance de la precipitación de carburos de niobio en un acero de baja aleación y alta resistencia. Se trató una gran cantidad de muestras de acero en un simulador termomecánico Gleeble 3800 usando diferentes temperaturas de mantenimiento y deformaciones. Para una temperatura dada y una tensión aplicada, se ensayaron varios tiempos de mantenimiento para controlar la evolución de la precipitación. Luego, las muestras se mecanizaron para obtener una forma cilíndrica para las mediciones de resistividad eléctrica. Posteriormente, se conectaron a una fuente de voltaje CC y un osciloscopio para medir la corriente del circuito, y un voltímetro para medir la caída de voltaje dentro de la probeta. Se aplicaron diferencias de potencial eléctrico a cada muestra y se midió la caída de corriente y voltaje. Al trazar los datos en un gráfico de caída de voltaje frente a corriente, se observó un comportamiento lineal. Mediante el cálculo de la pendiente se obtuvo la resistencia de la muestra siguiendo la ley de Ohm. Con el valor de la resistencia eléctrica y las dimensiones de la muestra se calculó la resistividad para cada caso. Para validar los resultados, se utilizaron otras técnicas diseñadas para investigar la microestructura, como la tomografía con sonda atómica y la microscopía electrónica de barrido. El análisis adicional se realizó a través de microscopía óptica. Las medidas de resistividad también se compararon con una propiedad física, como la dureza. También se investigó el efecto de factores externos en las mediciones de resistividad. Los resultados mostraron que la resistividad eléctrica disminuye a medida que avanza la precipitación de carburo de niobio. A tiempos de retención más largos, el mayor volumen de precipitados provoca una reducción de la densidad de los átomos en solución sólida. Estos átomos afectan el camino libre medio del electrón, por lo que se puede medir un cambio en la resistividad. Mail de los autores Jacinto Manuel Escaray <manuescaray@gmail.com>