Caracterización ultrasónica mediante la técnica de propagación de pulsos en acero AISI304L sometido a procesos termomecánicos

Abstract

Esta investigación analiza la relación entre defectos cristalinos y la propagación de ondas ultrasónicas longitudinales y transversales a 5 MHz en acero inoxidable AISI 304L, correlacionando los resultados con ensayos de microdureza y metalografía. El objetivo principal es estudiar la variabilidad de las velocidades ultrasónicas en función de cambios microestructurales inducidos por laminación en frío y recocido, considerando cuatro niveles de deformación y cuatro tiempos de tratamiento térmico.

En el capítulo de antecedentes, se aborda el comportamiento del material frente a procesos termomecánicos, analizando fenómenos como endurecimiento por deformación, recristalización y crecimiento de grano, entre otros. Además, se establece la relación entre elasticidad y propagación de ondas ultrasónicas.

El tercer capítulo describe la metodología experimental, detallando la técnica de propagación de pulsos ultrasónicos y los métodos de medición para evaluar fuentes de variabilidad. Se incluyen procedimientos para medir tamaño de grano, cuantificar fases, determinar dureza y estimar densidad de dislocaciones.

En el cuarto capítulo se presentan los resultados obtenidos en cada etapa, comparándolos con lo esperado teóricamente. Se observa, por ejemplo, que las ondas transversales son más sensibles a la presencia de fases secundarias, y que tanto el tamaño de grano como la formación de martensita tienen un impacto significativo en la propagación ultrasónica.

Finalmente, se concluye que las velocidades ultrasónicas longitudinales presentan una mejor correlación con la dureza y, en menor medida, con la densidad de dislocaciones, mientras que las velocidades transversales se ven más influenciadas por el porcentaje de martensita, el tamaño de grano y la orientación de medición (birrefringencia). De todos los factores analizados, el tamaño de grano demuestra tener una incidencia predominante sobre las velocidades medidas, superando en relevancia al efecto de las dislocaciones. A pesar de la sensibilidad de las mediciones ultrasónicas a la alineación de los transductores y al gradiente de propiedades en las muestras, este estudio ha permitido caracterizar de manera no destructiva el acero inoxidable AISI 304L, estableciendo relaciones entre su microestructura y sus propiedades acústicas.