Ensayos de metales, aleaciones y recubrimientos

Los sistemas Sonelastic® son una solución rápida y no destructiva con una excelente relación costo-beneficio para la caracterización de los módulos elásticos de metales, aleaciones y recubrimientos. Son aplicables a una amplia gama de geometrías y dimensiones, lo que permite ensayar cilindros, barras rectangulares, discos y anillos con dimensiones entre 15 mm y 5,3 metros.

Muestras metálicas listas para ser probadas
Probetas metálicas listas para ser ensayadas por los Sistemas Sonelastic® para el refinamiento de análisis por el Método de Elementos Finitos (FEA/FEM).

Los Sistemas Sonelastic® emplean la Técnica de Excitación por Impulso para la determinación no destructiva del módulo de elasticidad de materiales metálicos según la norma ASTM E1876. Las variaciones de los módulos elásticos revelan información sobre la microestructura, presencia y evolución de defectos en estos materiales.

Applicaciones

Los Sistemas Sonelastic® tienen una amplia gama de aplicaciones en la caracterización, desarrollo y control de calidad de materiales metálicos y recubrimientos:
  • - Estudio de la influencia de cambios microestructurales en las propiedades elásticas;
  • - Refinamiento de los análisis del método de elementos finitos (FEA/FEM);
  • - Refinamiento de los ensayos de fluencia y fatiga;
  • - Desarrollo de aleaciones biocompatibles con bajo módulo de elasticidad;
  • - Caracterización de recubrimientos térmicos y de plasma spray.
The elastic moduli characterization using the Sonelastic Systems improve finite element analysis (FEA/FEM) accuracy
La caracterización de los módulos elásticos mediante la Técnica de Excitación por Impulso mejora la precisión del análisis de elementos finitos (FEA/FEM).

Empleando la metodología descrita por Chiu y Case (https://doi.org/10.1016/0921-5093(91)90359-U) y por Tillmann, Selvadurai y Luo (https://doi.org/10.1007/s11666-012-9855-x), es posible determinar el módulo de elasticidad de las capas de recubrimiento aplicadas sobre sustratos por proyección térmica. Las siguientes imágenes ilustran la aplicación de un recubrimiento mediante proyección térmica al vacío y la determinación del módulo de elasticidad de un sustrato más recubrimiento mediante la Técnica de Excitación por Impulso (Sonelastic®).

La primera figura ilustra una aplicación de recubrimiento mediante rociado térmico al vacío (DLR). La segunda figura ilustra la determinación del módulo de elasticidad de una muestra compuesta por sustrato y recubrimiento aplicado mediante proyección térmica.

Ejemplos de aplicaciones de los Sistemas Sonelastic® relacionadas con aleaciones, metales y recubrimientos

ReliaCoat Technologies, LLC
ReliaCoat Technologies, LLC

Aplicaciones: Caracterización de recubrimientos aplicados por proyección térmica para optimización de procesos, análisis elástico y evolución de tensiones.

Center for Thermal Spray Research (SBU/MSCE/CTSR)
Center for Thermal Spray Research (SBU/MSCE/CTSR)

Aplicación: Caracterización de recubrimientos aplicados por proyección térmica.

The Indium Corporation of America
The Indium Corporation of America

Aplicación: Caracterización del módulo elástico de aleaciones metálicas.

TELSONIC
TELSONIC

Aplicación: Inspección entrante de aleaciones de titanio, acero y aluminio; refinamiento del análisis de elementos finitos (FEA) de sonotrodos y componentes de potencia ultrasónicos.

AAM American Axle & Manufacturing (formerly Metaldyne)
AAM American Axle & Manufacturing (formerly Metaldyne)

Aplicación: Caracterización del módulo de elasticidad de materiales metálicos preparados mediante pulvimetalurgia y utilizados en la fabricación de sistemas automotrices. Refinamiento de los criterios de inspección de resonancia acústica.

 Laboratorio de Materiales Avanzados – LAMAV CCT/UENF
Laboratorio de Materiales Avanzados – LAMAV CCT/UENF

Aplicación: Análisis de fundición y aleaciones con memoria de forma.
Persona de contacto: Prof. Lioudmila A. Matlakhova.

 FATEC
FATEC

Aplicación: Caracterización del módulo de elasticidad de los aceros.
Persona de contacto: Prof. Dr. Mauricio Angeloni.

 Departamento de Ingeniería de Materiales (DEMa) - UFSCar
Departamento de Ingeniería de Materiales (DEMa) - UFSCar

Aplicación: Investigación y desarrollo de aleaciones metálicas y materiales porosos mediante pulvimetalurgia.
Persona de contacto: Prof. Dr. Conrado Afonso y Prof. Dr. Claudemiro Bolfarini.

Universidad Politècnica de València, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Universidad Politècnica de València, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

Aplicación: I+D de biomateriales metálicos producidos mediante pulvimetalurgia.
Persona de contacto: Prof. Dr. Vicente Amigó Borrás.

MARELLI Electronic Systems and Powertrain – Indaiatuba, Brazil
MARELLI Electronic Systems and Powertrain – Indaiatuba, Brazil

Aplicación: Estudio de la correlación entre ensayos de vibración y simulaciones por elementos finitos de componentes de sistemas de transmisión.

Ejemplos de aplicación de los Sistemas Sonelastic® relacionados con aleaciones y metales

Borborema, S.; de Holanda Ferrer, V.; Rocha, A.d.C.; Cossú, C.M.F.A.; Nunes, A.R.V.; Nunes, C.A.; Malet, L.; de Almeida, L.H. “Influence of Nb Addition on α″ and ω Phase Stability and on Mechanical Properties in the Ti-12Mo-xNb Stoichiometric System”. Metals 2022, 12, 1508. https://doi.org/10.3390/met12091508

C. C. Bortolan, L. C. Campanelli, P. Mengucci, G. Barucca, N. Giguère, N. Brodusch, C. Paternoster, C. Bolfarini, R. Gauvin, D. Mantovani. “Development of Ti-Mo-Fe alloys combining different plastic deformation mechanisms for improved strength-ductility trade-off and high work hardening rate”. Journal of Alloys and Compounds, Volume 925, 2022, ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.166757.

J. Lario, Á. V. Escuder, F. Segovia, V. Amigó. “Electrochemical corrosion behavior of Ti–35Nb–7Zr–5Ta powder metallurgic alloys after Hot Isostatic Process in fluorinated artificial saliva”. Journal of Materials Research and Technology, Volume 16, 2022, Pages 1435-1444, ISSN 2238-7854, https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.12.085.

M. R. da Silva, P. Gargarella, A. H. Plaine, J. Zeisig, S. Pauly, U. Kühn, C. Bolfarini. Microstructural evolution and properties of a Ti-Nb-Ta-Zr-O prepared by high-pressure torsion. Journal of Alloys and Compounds, Volume 864, 2021, ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158828.

LEONARDO CONTRI CAMPANELLI, FRANCISCO GIL COURY, YAOFENG GUO, PAULO SERGIO CARVALHO PEREIRA DA SILVA, MICHAEL JOSEPH KAUFMAN AND CLAUDEMIRO BOLFARINI. The role of twinning and nano-crystalline ω phase on the fatigue behavior of the metastable β Ti-15Mo alloy. Materials Science & Engineering A (2018), https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.05.069

PEDRO AKIRA BAZAGLIA KURODA, MARILIA AFONSO RABELO BUZALAF, CARLOS ROBERTO GRANDINI. Effect of molybdenum on structure, microstructure and mechanical properties of biomedical Ti-20Zr-Mo alloys. Materials Science & Engineering C (2016), doi: https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.05.053

Guesser, W. and Martins, L., "Stiffness and Vibration Damping Capacity of High Strength Cast Irons" SAE Technical Paper 2016-36-0126, 2016. http://dx.doi.org/10.4271/2016-36-0126

Villalva, S., Gennaro, F., Windlin, F., Alegre, G. et al., "Study of Correlation between Vibration Tests and Finite Element Simulations by Means of Impulse Excitation Technique Applied to Components of an Automatized Transmission System" SAE Technical Paper 2013-36-0218, 2013. http://dx.doi.org/10.4271/2013-36-0218

Martins Júnior, J.R.S., Matos, A.A., Oliveira, R.C., Buzalaf, M.A.R., Costa, I., Rocha, L.A., Grandini, C.R., 2017. Preparation and characterization of alloys of the Ti–15Mo–Nb system for biomedical applications. J Biomed Mater Res Part B 2017:00B:000–000. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.33868

D.R.N. Correa, P.A.B. Kuroda, C.R. Grandini, L.A. Rocha, F.G.M. Oliveira, A.C. Alves, F. Toptan. Tribocorrosion behavior of β-type Ti-15Zr-based alloys. Materials Letters, Volume 179, 2016, Pages 118-121,. ISSN 0167-577X. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.045


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Los Sistemas Sonelastic® son instrumentos modulares y personalizables utilizados para la caracterización rápida, precisa y no destructiva de los módulos elásticos y del amortiguamiento de materiales utilizando la Técnica de Excitación por Impulso.