Comportamiento acústico lineal y nolineal de metales sometidos a deformación: Avances en la caracterización no invasiva

Charlista: Vicente Salinas, Universidad Autónoma de Chile

Resumen: El ultrasonido se ha reconocido como una técnica no destructiva para la inspección y caracterización de materiales. Mientras que las técnicas acústicas lineales han permitido determinar grietas y características de magnitud similar a la longitud de onda, las técnicas acústicas no lineales han demostrado con éxito su capacidad para caracterizar defectos como dislocaciones, microgrietas y precipitados, al ser más sensibles a las características microestructurales. La detección de la evolución de este mecanismo de deformación plástica, el segundo más importante después del deslizamiento de dislocaciones en metales FCC, sería de gran utilidad.

En este estudio, evaluamos la respuesta de parámetros acústicos lineales y no lineales ante cambios microestructurales generados por los mecanismos de deformación en aluminio, acero 304L y latón CuZn30. Estos materiales fueron seleccionados debido a los diferentes mecanismos de deformación plástica que experimentan. Presentamos los resultados de las mediciones acústicas en aluminio, acero y latón sometidos a distintos niveles de deformación. Observamos cambios tanto en los parámetros acústicos lineales como no lineales en función de la deformación.

Utilizamos un modelo que relaciona estos cambios con la densidad de dislocaciones (Λ), la longitud de segmento (𝐿), el tamaño de grano efectivo y la densidad de maclas y bandas de cizallamiento. Además, tomamos muestras de las probetas a distintos niveles de deformación y utilizamos técnicas estándar como la difracción de rayos X (XRD) y la metalografía para caracterizar microestructuralmente los materiales.
Nuestros resultados demuestran que las mediciones acústicas son sensibles a los cambios microestructurales, incluso para diferentes mecanismos de deformación plástica. Esto añade los ultrasonidos como una herramienta adicional para la caracterización de metales, y sienta las bases para el desarrollo de dispositivos de evaluación de piezas en servicio, así como para probar modelos de comportamiento plástico.