La norma "ASTM E45 Métodos de Ensayo Estándar para la Determinación del Contenido de Inclusiones en Acero", desarrollada por la Sociedad Americana de Ensayos y Materiales (ASTM), describe diversos métodos para determinar el contenido de inclusiones no metálicas (materia intracelular no viva) en el acero forjado. Los métodos macroscópicos incluyen la macroabrasión, la fracturación, la reducción escalonada y el ensayo con partículas magnéticas. Los métodos microscópicos incluyen cinco sistemas de inspección. En estos métodos microscópicos, las inclusiones se clasifican según su similitud morfológica y no necesariamente su identidad química. Esta norma incluye métodos metalográficos que permiten una discriminación sencilla entre inclusiones morfológicamente similares. Si bien estos métodos están diseñados principalmente para clasificar inclusiones, componentes como carburos, nitruros, carbonitruros, boruros y fases intermetálicas pueden clasificarse mediante algunos métodos microscópicos. En algunos casos, otras aleaciones, además de los aceros, pueden clasificarse mediante uno o más de estos métodos.
Estos métodos de ensayo abarcan los procedimientos para realizar clasificaciones de inclusiones de tipo JK mediante análisis de imagen automatizado, de acuerdo con los métodos microscópicos A y D. Según el tipo de acero y las propiedades requeridas, un método macroscópico, un método microscópico o una combinación de ambos pueden ser satisfactorios para determinar el contenido de inclusiones. Estos métodos de ensayo se refieren únicamente a los métodos de ensayo recomendados, y nada de lo contenido en ellos debe interpretarse como una definición o establecimiento de los límites de aceptabilidad para ningún grado de acero.
Para los efectos de esta norma, además de los términos y definiciones dados en ASTM E7, se aplican las siguientes definiciones:
Estos métodos de prueba incluyen cuatro métodos de prueba macroscópicos y cinco microscópicos (análisis manual y de imágenes) para expresar el contenido de inclusión del acero y los resultados de la prueba.
Las inclusiones se caracterizan por su tamaño, forma, concentración y distribución, más que por su composición química. Aunque no se definen sus composiciones, los métodos microscópicos las clasifican en varias categorías de composición (sulfuros, óxidos y silicatos). Esta norma describe un método metalográfico para facilitar la discriminación de inclusiones. Solo se pueden detectar las inclusiones presentes en la superficie de prueba.
Los métodos de análisis macroscópicos evalúan superficies mayores que los métodos microscópicos y, dado que la inspección se realiza visualmente o con bajo aumento, son más adecuados para detectar inclusiones de mayor tamaño. No son adecuados para detectar inclusiones menores de aproximadamente 0,40 mm de longitud ni separan las inclusiones por tipo.
Los métodos de prueba macroscópicos incluyen:
Los métodos de análisis microscópicos se utilizan para caracterizar las inclusiones formadas como resultado de la desoxidación o la solubilidad limitada en acero sólido. Estos métodos clasifican la gravedad y el tipo de inclusiones según su tipo morfológico (tamaño, forma, concentración y distribución), pero no específicamente según su composición.
Los métodos microscópicos no están diseñados para evaluar el contenido de inclusiones exógenas. En caso de desacuerdo sobre si una inclusión es nativa o exógena, se pueden utilizar métodos microanalíticos como la espectroscopia de rayos X por energía dispersiva (EDS) para determinar su naturaleza. Sin embargo, la experiencia y el conocimiento del proceso de fundición y los materiales de producción, como la desoxidación, la desulfuración y los aditivos para el control de la forma de las inclusiones, así como las composiciones refractarias y de revestimiento de hornos, deben combinarse con los resultados microanalíticos para determinar si una inclusión es nativa o exógena.
Dado que la población de inclusiones en un lote de acero varía según la ubicación, es necesario muestrear estadísticamente el lote para evaluar su contenido. La tasa de muestreo debe ser adecuada para el tamaño del lote y sus propiedades específicas. Los materiales con un contenido de inclusiones muy bajo pueden clasificarse con mayor precisión mediante el análisis de imágenes automatizado, lo que permite una clasificación microscópica más precisa.
Se utilizan métodos de prueba macroscópicos para caracterizar el tamaño, la distribución, el número y el tipo de inclusiones en una superficie de muestra pulida.
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