01 Sobrecalentamiento y quemado
Cuando el metal se calienta demasiado o se mantiene a temperatura durante demasiado tiempo durante el procesamiento, la estructura de grano se engrosa: eso es sobrecalentamiento. Si se acerca al punto de fusión o se supera realmente, los constituyentes de bajo punto de fusión en los límites de grano pueden fundirse y debilitar la estructura; eso es quemado (sobrecocción).
El sobrecalentamiento se manifiesta como una superficie rugosa y picada, textura de piel de naranja y granos gruesos. La resistencia de la aleación no disminuye mucho, pero la tenacidad al impacto a temperatura ambiente y la ductilidad se ven seriamente afectadas. El material se vuelve frágil y las fracturas muestran facetas cristalinas gruesas. Bajo alta magnificación se observan granos equiaxiales gruesos, quizás una segunda fase gruesa o estructura de Widmanstätten. El sobrecalentamiento no es necesariamente una condición de desecho: a veces se puede recuperar con redeformación o reprocesamiento, o degradarlo para usos menos exigentes.
El quemado es peor: la superficie se vuelve rugosa, los límites de grano se engrosan, se enderezan y parecen peludos, y pueden aparecer grietas junto con una película oxidada propensa a fundirse. La resistencia de unión cae bruscamente. Microestructuralmente, se encuentran límites de grano gruesos, cavidades fundidas o esferas eutécticas, una red de fase líquida y huecos irregulares donde se encuentran varios granos. Después del laminado o extrusión, espere grietas en los límites de grano, grietas en los bordes de la placa, grietas abiertas o de floración en los extremos de la barra, o piezas que se agrietan: las áreas agrietadas muestran dendritas gruesas y rastros de fusión.
Los culpables habituales: temperatura de calentamiento demasiado alta, tiempo de mantenimiento demasiado largo, o permanecer demasiado tiempo cerca de una fuente de alta temperatura. También, terminar el trabajo en caliente a una temperatura demasiado alta o permanecer en la zona caliente. Y si la aleación tiene elementos de bajo punto de fusión o inclusiones excesivas de bajo punto de fusión, está pidiendo problemas.
02 Grietas y agrietamiento
(1) Grietas de procesamiento: Estas provienen de parámetros de proceso inadecuados o defectos de herramientas. Se dividen en grietas en caliente y grietas en frío: la diferencia está en la microestructura circundante: las grietas en caliente no muestran cambios evidentes, las grietas en frío muestran deformación intensa. Morfológicamente, se ven grietas longitudinales, transversales, de borde, de boca abierta, en espiral, transversales periódicas, de fractura, diagonales a 45° e irregulares. Por ubicación: local, de cabeza, superficial, central e intergranular.
Para diagnosticar grietas de procesamiento, observe tanto el metal en sí como las condiciones del proceso.
Factores del lado del metal: composición de la aleación y niveles de impurezas; defectos del lingote como cierres en frío, cicatrices y exudaciones en la superficie, más contracción, porosidad, inclusiones y segregación internamente: estos hacen que el agrietamiento sea probable durante el procesamiento. Una estructura columnar bien desarrollada con una superficie débil es propensa a agrietarse a lo largo de los límites de grano o el plano débil. Además, si la aleación ha sufrido grietas, quemado, sobrecalentamiento o mala distribución de la segunda fase en pasos anteriores, o tiene estructura desigual o microgrietas por transformación de fase, está preparado para el fallo.
(2) Grietas por tratamiento térmico
① Si la aleación tiene alta tensión residual y la tensión térmica del calentamiento se alinea con ella, la carga combinada puede exceder la resistencia del metal y causar grietas.
② Durante el calentamiento, si una segunda fase precipita a lo largo de los límites de grano, crea tensión adicional — o la propia transformación de fase puede causar un
03 Inclusiones
Las inclusiones son materiales extraños metálicos o no metálicos incrustados en la superficie o matriz del producto, con una interfaz clara y propiedades diferentes al metal base.
En productos procesados, las inclusiones típicamente provienen de partículas metálicas sin fundir en el lingote, cristales primarios grandes, o metal extraño que se mezcló — o de compuestos metálicos, silicatos y agentes de cobertura.
La clasificación y características son básicamente las mismas que para productos fundidos. En productos forjados, las inclusiones suelen ser granulares, alargadas a lo largo de la dirección de procesamiento, con forma y color distintivos, y una interfaz clara. Se pueden detectar bajo un microscopio metalúrgico sin ataque.
04 Indentación por materia extraña
Cuando partículas metálicas o no metálicas se presionan en la superficie del producto, eso es indentación por materia extraña.
Las indentaciones metálicas tienen una interfaz clara con el sustrato, contornos nítidos y un brillo metálico diferente. Aparecen como puntos o bloques, y cuando se desprenden, dejan hoyos. Las indentaciones no metálicas varían en forma y color, son más frágiles, carecen de brillo metálico y se distribuyen como puntos, láminas o tiras a lo largo de la dirección de procesamiento — son difíciles de desprender.
¿De dónde viene la materia extraña? Escamas de óxido del calentamiento, lubricante adherido a matrices y piezas, fragmentos de matriz y material adherido, virutas metálicas, rebabas y flecos de bordes agrietados, escombros y aceite del horno, contaminantes en la emulsión refrigerante y material extraño en el paso de laminación o en las placas guía.
05 Burbuja
Después del procesamiento o recocido, la superficie muestra protuberancias en forma de tira o burbuja a lo largo de la dirección de procesamiento. Al cortarlas, estas protuberancias revelan una cavidad, lo que se denomina burbujeo.
Las burbujas suelen aparecer como tiras alargadas y lisas a lo largo de la dirección de procesamiento. Al seccionarlas, las paredes internas muestran un color metálico brillante, a veces con óxidos u otras inclusiones. Suelen distribuirse simétricamente en ambos lados y son más pronunciadas en chapas finas, tiras o tubos de pared delgada. Las causas principales incluyen porosidad en el lingote, huecos de contracción, control inadecuado de la atmósfera del horno durante el recocido del tocho, temperatura excesiva del horno, mal ajuste entre el tocho de extrusión y el contenedor o el pisón, lubricación excesiva de la aguja de perforación, limpieza inadecuada del contenedor o agujas de perforación agrietadas.
06 Laminación
Aparece una separación en el espesor del producto, que se divide en capas a lo largo de la dirección de procesamiento.
La unión entre capas es incompleta, y en áreas más grandes a veces contiene óxidos o impurezas centrales. Esto se observa a menudo en tiras finas o después de soldar tiras finas. La inspección de fractura de tubos o barras también puede revelar delaminación en la superficie de fractura.
Las causas principales de la delaminación son: bolsas de aire atrapadas, contracción o impurezas centrales en el lingote que persisten durante el procesamiento y forman capas; distribución inadecuada de la reducción en el laminado en caliente de chapa y tira, con reducción excesiva por pasada; calentamiento desigual del tocho, con temperaturas demasiado altas o demasiado bajas; lubricación excesiva en el tocho de extrusión o en la aguja de perforación, agujas de perforación agrietadas o eliminación incompleta de la cola de contracción de extrusión, lo que provoca delaminación durante el estirado o laminado posterior.
07 Corrosión
La corrosión es el proceso en el que la superficie del producto reacciona química o electroquímicamente con el medio circundante, formando una película en la superficie.
Después de la corrosión, la superficie pierde su brillo metálico y desarrolla manchas de corrosión de varios colores.
La corrosión se forma cuando la superficie del producto no está limpia, dejando agua residual, emulsión u otros líquidos, o cuando las condiciones de almacenamiento son inadecuadas, como climas húmedos o gotas de agua en contacto con la superficie. Además, una atmósfera corrosiva en el entorno puede desencadenar la corrosión.
08 Oxidación
La ruptura localizada y el levantamiento de la superficie del producto se denomina piel superior. La aparición de filamentos metálicos en forma de aguja que se curvan en la superficie se conoce como sistema de inicio.
La piel superior o el sistema de inicio suelen distribuirse de forma continua o intermitente a lo largo de la dirección de laminación. Las áreas afectadas a menudo contienen cascarilla de óxido u otras impurezas centrales. En tubos y barras, la piel superior aparece como ondulaciones en forma de lengua o escamas de pez a lo largo de la dirección de procesamiento, que pueden volverse severas en todo el producto, formando nudos y llagas. Los defectos espinosos son más comunes en productos laminados posteriormente.
Las causas principales de la piel superior incluyen: defectos superficiales como grietas o irregularidades en el tocho; temperaturas de procesamiento demasiado altas, que causan oxidación superficial, o pasos de proceso anteriores que dejan trampas de rendimiento; contaminación por emulsión, agua o aceite en el contenedor de extrusión o en la aguja de perforación; y defectos de herramientas o daños mecánicos durante el procesamiento.
Las causas principales del sistema de inicio son: grietas en los rodillos y bordes irregulares del tocho con depresiones irregulares.
09 Arrugas
Las arrugas son ligeras depresiones onduladas y áreas elevadas en la superficie del producto, lo que la hace desigual.
Las arrugas generalmente se alinean con la dirección de laminación o aparecen en diagonal, como protuberancias únicas o múltiples que se sienten redondeadas y cubren un área más grande. Las causas principales incluyen laminación desigual, enderezado por flexión en una sola dirección, tensión desigual de los rodillos o manguitos, mala plasticidad o excentricidad significativa en los tochos de tubería, deformación no uniforme en tuberías de pared gruesa, deformación excesiva y mal ajuste de los rodillos.
10 Superficie Picada
Una superficie picada muestra pequeñas depresiones puntuales que crean una textura desigual y rugosa. El picado puede ser localizado o continuo; los picados individuales se denominan marcas de viruela, y los casos severos se denominan con viruelas. El picado inducido por grano grueso se conoce comúnmente como piel de naranja. Causas principales: temperatura de recocido demasiado alta o duración demasiado larga, lo que lleva a un grano grueso; sobre-decapado; tasa de procesamiento insuficiente que deja la superficie rugosa; dureza no uniforme de la superficie del rodillo, desgaste excesivo, corrosión u oxidación de las herramientas de laminación, o contaminación por metal extraño.
11 Daño Mecánico
Las fuerzas externas causan desalineación entre capas del producto o de la chapa y el foil, lo que resulta en cicatrices como tiras, haces, cráteres o ranuras afiladas en la superficie. Los tipos comunes incluyen abrasiones, rayones, contusiones y heridas por presión.
13 Composición Desigual, Organización Desigual
Después del laminado o recocido, diferencias significativas en la composición química en diferentes partes del producto se denominan composición desigual. Esto puede causar variaciones en el color o las características de deformación, segregación visible o zonas de segregación en la macroinspección, diferencias en la microestructura y el rendimiento, e incluso agrietamiento.
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