26 de Diciembre de 2017. Morelia, Michoacán. – Alexis Iván Gallegos Pérez, estudiante del doctorado en Ciencias de la Ingeniería enfocado al área de Metalurgia en el Instituto Tecnológico de Morelia (ITM), “José María Morelos y Pavón”, realiza un proyecto de investigación para identificar y descubrir medidas nanométricas en aceros avanzados de alta resistencia, cuyas publicaciones, sobre el tema, son prácticamente nulas.

“Simulación Numérica del Ensayo de Nanoindentación en Aceros Avanzados de Alta Resistencia”, es el nombre del proyecto de investigación con el que el Maestro en Metalurgia por el ITM pretende titularse como doctor y realizar publicaciones que contribuyan a realizar estudios o análisis de técnicas no convencionales.

Cabe precisar que la indentación es un término que se realiza en un ensayo de dureza, cuando con una herramienta o punta muy dura se aplica una carga a los metales y dependiendo del orificio que se genera en la muestra, se mide el grado de dureza. Si es muy grande o profunda la indentación o marca, corresponde a un material suave, si la profundidad es menor, entonces el material será duro. Indentación se refiere a marcas macroscópicas y abarca todas las fases microestructurales presentes en el metal.

Nanoindentación es cuando se usa un microscopio para hacer esas marcas a escala micro y medir la dureza de las distintas fases microestructurales.

Ante ello, el estudiante,  realizó algunas pruebas en la Universidad Autónoma de México y recibió asesoría de doctores investigadores. Durante su estancia, en la maestría, se percató que en los materiales utilizados no había publicaciones específicas del tema.

El joven estudiante busca encontrar medidas nanométricas que aún no son identificadas microscópicamente pero que son necesarias para la revisión de metales y que pese a que existen aparatos, son escasas las universidades del país que cuentan con ello. En este sentido, pretende que el estudio realizado cumpla la función sin necesidad de invertir millones de pesos en la compra del equipo especializado.

El estudiante manifestó que la obtención de las propiedades mecánicas de los materiales se vuelve una tarea más difícil, a medida que la geometría de la muestra sometida a estudio disminuye. Se han realizado grandes avances en los últimos años en el desarrollo de técnicas para probar las propiedades mecánicas de los materiales a escalas nanométricas.

Los avances han sido posibles gracias al desarrollo de instrumentos que miden continuamente la fuerza y el desplazamiento a medida que se realiza una indentación. Los datos de desplazamiento de carga de indentación pueden usarse para determinar las propiedades mecánicas, incluso, cuando las muestras del material sometido a ensayo son demasiado pequeñas para ser visualizadas mediante microscopia óptica convencional. Las dos propiedades, mecánicas y medición de la profundidad de huella, son el módulo elástico y la dureza.

Los esfuerzos elásticos generados por un indentador, ya sea una esfera, un cilindro o un cono, aunque complejos, están bien definidos; sin embargo cuando la respuesta del material es elástico-plástica, los tratamientos teóricos se limitan debido a las suposiciones requeridas para simplificar y de una manera impiden que tales análisis sean manejables.

En este sentido, el análisis del elemento finito proporciona información valiosa sobre el estado de tensión dentro del material durante la carga y descarga.

Existen muy pocos trabajos que estudien el proceso de nanoindentación simulado en aceros avanzados de alta resistencia, continuó, por lo que en este proyecto se plantea una metodología para realizar el ensayo simulado.  Se representarán las condiciones del ensayo de nanoindentación en aceros multifásicos. Para esto, se estimaron las propiedades mecánicas de los aceros ensayados, mediante un modelo de simulación numérica basado en elementos finitos.

 

Alexis Iván Gallegos Pérez, estudiante del doctorado en Ciencias de la Ingeniería enfocado al área de Metalurgia en el ITM realiza un proyecto de investigación para identificar y descubrir medidas nanométricas en aceros avanzados de alta resistencia.



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