Métodos de Cálculo de Tamaño de Grano
Emma Briseth Salazar Sanchez
Ciencias de los materiales
Métodos de cálculo de Tamaño de grano
El tamaño de grano es una medición cálculada por métodos distintos que se estarán describiendo, sin embargo, cuál vendría siendo el propósito de conocer esta medida. Estos tamaños de grano son medidos por medio del análisis de una superficie de un material metalico, el tamaño de grano tiene una influencia sobre las propiedades mecánicas, ya que se ha podido llegar a la conclusión a través del tiempo que a mayor es el número del tamaño de grano, tendrá un mayor límite elástico y además una mayor resistencia a la tracción y un menor alargamiento. Por tanto podemos saber que si existe una evidente relación entre el tamaño de grano y las propiedades mecánicas, segun su tamaño de grano del material, este tendrá un serie de características, se dice que en cuanto mayor es el número del tamaño de grano sus propiedades mecánicas seran peores.
El método de comparación se basa como su nombre lo menciona en comparar la estructura del grano con una serie de imagenes ya establecidas, resaltando si la estructura del material cumple con la apariencia de los gráficos ya estandarizados, este se describe dentro de la norma ASTM E112.
Método decomparación
Procedimiento
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, ajustar el microscopio como se indica en la norma el cual debe de tener una magnificación de 100x a 1000x, esto dependiendo del tamaño del grano, tomando las imágenes de referencia y teniendo la pieza en mano es posible hacer una comparación del tamaño de grano visualizado por medio del microscopio con las imágenes mostradas, se tiene que tener en cuenta que esto es meramente una aproximación visual. Nota: Dentro de la norma se menciona un área de superficie de la muestra adecuada de 0.25in2 o 160 mm2
Tamaños de grano estandarizados propuestos por la norma.
NAE =número de granos por (in2) en 100X. El número por (mm2) a 1X, multiplica por 15.50.G= número del tamaño de grano establecido en la norma.
Tamaños de grano estandarizados propuestos por la norma (100x).
NAE=2(G−1)
NAE=2(9−1)
Ejemplo de una muestra de los granos de un metal.
NAE=256 in2/100x
El método planimétrico implica que se realice un recuento del número de granos dentro de un área determinada generalmente recomendable de 5000 mm2, este permite brindar una mayor precisión del tamaño de grano.
Método dePlanimétrico
Procedimiento
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, teniendo un monitor de vídeo se debe de seleccionar una ampliación donde por lo menos se podrían contabilizar 50 granos en el área, cuando la imágen este enfocada se comienza con el conteo unitario de granos completos dentro del área, mientras que los granos no completos dentro del área se toman por medios granos. Posteriormente se aplica la fórmula mostrada para definir el número de granos
Dentro de la norma se menciona como existe un conflicto ya que el área de muestra no esta definida por líneas rectas, lo cual puede demostrar claramente que los granos en los límites de área no son exactamente la mitad como se propone en la ecuación anterior, si no que estos representarian únicamente una cuarta parte de un grano entero, por ende tomando esto en cuenta podemos reescribir la ecuación de la siguiente forma:
NA= (M2/A) (Ncom+0.5Nint+1)
NA= F(Ncom+ (Nmed/2) )
NA= número de granos por (mm2) a 1xM= magnificación (ampliación) A= área de la muestra
NA= número de granos por (mm2) a 1xF= multiplo de Jeffries
Para determinar el tamaño de grano existen dos formas de llegar al resultado, una es por medio de la tabla mostrada buscando que los datos que se obtengan de alguna de las ecuaciones anteriores encajen e identificar el G de la tabla. El segundo medio seria utilizando la ecuación (1) mostrada.
tAMAÑO DE GRANO
Formación
Contextualiza tu tema
Demostrar entusiasmo, esbozar una sonrisa y mantener el contacto visual con tu audiencia pueden ser tus mejores aliados a la hora de contar historias que emocionen y despierten el interés del público: 'The eyes, chico. They never lie'. Esto te ayudará a hacer 'match' con tu audiencia. ¡Déjales con la boca abierta!
Ncom= 175Nint=23F= 18 (se utilizo una magnificación de 300x)
Podemos concluir que el tamaño de grano estara entre 8.5 - 9.0 si se define por medio de la tabla. Sin embargo si ahora se resuelve por la ecuación G=(3.321928 log10(3375))-2.954. El resultado nos da el tamaño exacto del grano que vendría siendo G=8.7666.
NA= 18(175+(23/2))NA= 3375
El método de intercepción consiste en el conteo del número de intersecciones de las líneas con los bordes de grano, este es mas conveniente que el método planimétrico, ya que puede resultar más sencillo de realizar dependiendo del caso. Este se recomienda principalmente a estructuras
Método deIntercepción
Procedimiento
NL= NInt/(L/M)
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, ajustar el microscopio a una ampliación que permita ver de forma clara los límites de grano. Es necesario saber que dentro del método existen dos variantes, ambas buscan el mismo resultado lo que las vuelve diferentes la una de la otra es que utilizan un método geométrico distinto. Ambos siguen el mismo procedimiento de colocar lo que se llamaría una retícula. En la imágen se puede visualizar ambos métodos, donde el líneal representa las líneas rectas, por ende el circular es la representación de los tres círculos que se encuentran.
NL= número de granos por mmNint= número de granos interceptados L= diametro total de las líneas o circunferencia total de los círculos M= magnificación
Para obtener el tamaño de grano podemos determinarlo por medio de la ecuación (2), que dice:
G=(6.643856log10 NL)-3.288
Es importante saber que las líneas de intersección son las que pasan o cortan por el grano, se cuentan las intercepciones y aquellos segmentos al final de la línea que se encuentran aun cortando un grano son tomados en cuenta como 1/2.
Método deIntercepción
Tomando como ejemplo la imágen mostrada podemos resolver para encontrar el tamaño de grano, en el caso utilizando el método de intercepción líneal.
Procedimiento
NL= 102.5/(500/250)NL= 51.25
Nint= 102.5 total L= 500 mm M= 250x
Sustituyendo en la ecuación obtenermos lo siguiente:
G=(6.643856log10(51.25)-3.288G= 8.0709
Referencias
-¨Standard Test Methods for Determining Average Grain Size¨,ASTM E112− 13 (Reapproved 2021) https://cdn.standards.iteh.ai/samples/111077/6266a3a3da6c46d286a5cea5ba0f792e/ASTM-E112-13-2021-.pdf - https://www.studocu.com/co/document/universidad-del-atlantico/materiales-de-ingenieria/astm-e112-tamano-de-granopdf/71092622 - Influencia del tamaño del grano en las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables austeníticos. (2005). Revista de Metalurgia, Vol. Extr. 64-68. https://revistademetalurgia.revistas.csic.es/index.php/revistademetalurgia
Tamaño de Grano_Salazar_Sanchez.pdf
emma.briseth
Created on November 4, 2024
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Métodos de Cálculo de Tamaño de Grano
Emma Briseth Salazar Sanchez
Ciencias de los materiales
Métodos de cálculo de Tamaño de grano
El tamaño de grano es una medición cálculada por métodos distintos que se estarán describiendo, sin embargo, cuál vendría siendo el propósito de conocer esta medida. Estos tamaños de grano son medidos por medio del análisis de una superficie de un material metalico, el tamaño de grano tiene una influencia sobre las propiedades mecánicas, ya que se ha podido llegar a la conclusión a través del tiempo que a mayor es el número del tamaño de grano, tendrá un mayor límite elástico y además una mayor resistencia a la tracción y un menor alargamiento. Por tanto podemos saber que si existe una evidente relación entre el tamaño de grano y las propiedades mecánicas, segun su tamaño de grano del material, este tendrá un serie de características, se dice que en cuanto mayor es el número del tamaño de grano sus propiedades mecánicas seran peores.
El método de comparación se basa como su nombre lo menciona en comparar la estructura del grano con una serie de imagenes ya establecidas, resaltando si la estructura del material cumple con la apariencia de los gráficos ya estandarizados, este se describe dentro de la norma ASTM E112.
Método decomparación
Procedimiento
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, ajustar el microscopio como se indica en la norma el cual debe de tener una magnificación de 100x a 1000x, esto dependiendo del tamaño del grano, tomando las imágenes de referencia y teniendo la pieza en mano es posible hacer una comparación del tamaño de grano visualizado por medio del microscopio con las imágenes mostradas, se tiene que tener en cuenta que esto es meramente una aproximación visual. Nota: Dentro de la norma se menciona un área de superficie de la muestra adecuada de 0.25in2 o 160 mm2
Tamaños de grano estandarizados propuestos por la norma.
NAE =número de granos por (in2) en 100X. El número por (mm2) a 1X, multiplica por 15.50.G= número del tamaño de grano establecido en la norma.
Tamaños de grano estandarizados propuestos por la norma (100x).
NAE=2(G−1)
NAE=2(9−1)
Ejemplo de una muestra de los granos de un metal.
NAE=256 in2/100x
El método planimétrico implica que se realice un recuento del número de granos dentro de un área determinada generalmente recomendable de 5000 mm2, este permite brindar una mayor precisión del tamaño de grano.
Método dePlanimétrico
Procedimiento
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, teniendo un monitor de vídeo se debe de seleccionar una ampliación donde por lo menos se podrían contabilizar 50 granos en el área, cuando la imágen este enfocada se comienza con el conteo unitario de granos completos dentro del área, mientras que los granos no completos dentro del área se toman por medios granos. Posteriormente se aplica la fórmula mostrada para definir el número de granos
Dentro de la norma se menciona como existe un conflicto ya que el área de muestra no esta definida por líneas rectas, lo cual puede demostrar claramente que los granos en los límites de área no son exactamente la mitad como se propone en la ecuación anterior, si no que estos representarian únicamente una cuarta parte de un grano entero, por ende tomando esto en cuenta podemos reescribir la ecuación de la siguiente forma:
NA= (M2/A) (Ncom+0.5Nint+1)
NA= F(Ncom+ (Nmed/2) )
NA= número de granos por (mm2) a 1xM= magnificación (ampliación) A= área de la muestra
NA= número de granos por (mm2) a 1xF= multiplo de Jeffries
Para determinar el tamaño de grano existen dos formas de llegar al resultado, una es por medio de la tabla mostrada buscando que los datos que se obtengan de alguna de las ecuaciones anteriores encajen e identificar el G de la tabla. El segundo medio seria utilizando la ecuación (1) mostrada.
tAMAÑO DE GRANO
Formación
Contextualiza tu tema
Demostrar entusiasmo, esbozar una sonrisa y mantener el contacto visual con tu audiencia pueden ser tus mejores aliados a la hora de contar historias que emocionen y despierten el interés del público: 'The eyes, chico. They never lie'. Esto te ayudará a hacer 'match' con tu audiencia. ¡Déjales con la boca abierta!
Ncom= 175Nint=23F= 18 (se utilizo una magnificación de 300x)
Podemos concluir que el tamaño de grano estara entre 8.5 - 9.0 si se define por medio de la tabla. Sin embargo si ahora se resuelve por la ecuación G=(3.321928 log10(3375))-2.954. El resultado nos da el tamaño exacto del grano que vendría siendo G=8.7666.
NA= 18(175+(23/2))NA= 3375
El método de intercepción consiste en el conteo del número de intersecciones de las líneas con los bordes de grano, este es mas conveniente que el método planimétrico, ya que puede resultar más sencillo de realizar dependiendo del caso. Este se recomienda principalmente a estructuras
Método deIntercepción
Procedimiento
NL= NInt/(L/M)
Para poder comenzar con el método es necesario tener la preparación de la muestra previamente lista, ajustar el microscopio a una ampliación que permita ver de forma clara los límites de grano. Es necesario saber que dentro del método existen dos variantes, ambas buscan el mismo resultado lo que las vuelve diferentes la una de la otra es que utilizan un método geométrico distinto. Ambos siguen el mismo procedimiento de colocar lo que se llamaría una retícula. En la imágen se puede visualizar ambos métodos, donde el líneal representa las líneas rectas, por ende el circular es la representación de los tres círculos que se encuentran.
NL= número de granos por mmNint= número de granos interceptados L= diametro total de las líneas o circunferencia total de los círculos M= magnificación
Para obtener el tamaño de grano podemos determinarlo por medio de la ecuación (2), que dice:
G=(6.643856log10 NL)-3.288
Es importante saber que las líneas de intersección son las que pasan o cortan por el grano, se cuentan las intercepciones y aquellos segmentos al final de la línea que se encuentran aun cortando un grano son tomados en cuenta como 1/2.
Método deIntercepción
Tomando como ejemplo la imágen mostrada podemos resolver para encontrar el tamaño de grano, en el caso utilizando el método de intercepción líneal.
Procedimiento
NL= 102.5/(500/250)NL= 51.25
Nint= 102.5 total L= 500 mm M= 250x
Sustituyendo en la ecuación obtenermos lo siguiente:
G=(6.643856log10(51.25)-3.288G= 8.0709
Referencias
-¨Standard Test Methods for Determining Average Grain Size¨,ASTM E112− 13 (Reapproved 2021) https://cdn.standards.iteh.ai/samples/111077/6266a3a3da6c46d286a5cea5ba0f792e/ASTM-E112-13-2021-.pdf - https://www.studocu.com/co/document/universidad-del-atlantico/materiales-de-ingenieria/astm-e112-tamano-de-granopdf/71092622 - Influencia del tamaño del grano en las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables austeníticos. (2005). Revista de Metalurgia, Vol. Extr. 64-68. https://revistademetalurgia.revistas.csic.es/index.php/revistademetalurgia