Estudio del potencial termoeléctrico en Ti-6Al-4V y acero inoxidable 316 LVM modificados superficialmente

Abstract

The surface treatment of metallic materials with water jet and laser are directed to improving the mechanical fixation of implants through an increase in roughness. Which are generally evaluated by destructive testing, as a result of plastic deformation additional surface effects as grain refinement, hardening, increased residual compression stress and cold working. This research focuses on the analysis of such effects through nondestructive testing of thermoelectric power using techniques of contact and non-contact in specimens of Ti-6Al-4V and austenitic stainless steel 316 LVM treated water jet and laser, respectively. Thermoelectric nondestructive characterization methods (NDT) are based on the "Seebeck", where an electromotive force occurs when two dissimilar metals are joined to form a closed loop and creating a temperature difference between the junctions effect. In the present investigation the results obtained by means of nondestructive testing of thermoelectric potential technique vs X-ray diffraction are compared. Was found by measurements of contact PTE and non-contact can be characterized qualitatively some of the effects like residual stresses and grain refinement produced by deformation by surface treatment with water jet and laser. Both techniques PTE contact and non-contact are sensitive to microstructural changes due to deformation, especially the non-contact technique is sensitive to microstructural changes in both alloys studied.

Los tratamientos superficiales para materiales metálicos con chorro de agua y láser están orientados a mejorar la fijación mecánica de implantes a través de un aumento de la rugosidad. Como consecuencia de la deformación plástica superficial se producen efectos adicionales como refinamiento de grano, endurecimiento, aumento de los esfuerzos residuales de compresión y trabajado en frío; que generalmente son evaluados mediante ensayos destructivos. Este trabajo de investigación está centrado en el análisis de dichos efectos producidos mediante ensayos no destructivos del poder termoeléctrico utilizando técnicas de contacto y no contacto en probetas de Ti-6Al-4V y acero inoxidable austenítico 316 LVM tratadas mediante chorro de agua y láser respectivamente. Los métodos termoeléctricos de caracterización no destructiva (END) están basados en el efecto “Seebeck”, donde se produce una fuerza electromotriz cuando dos metales distintos son unidos formando un circuito cerrado y creando una diferencia de temperatura entre las uniones. En el presente trabajo de investigación se comparan los resultados obtenidos por medio de ensayos no destructivos de potencial termoeléctrico vs la técnica de difracción de rayos- X. Se encontró́ que mediante las mediciones de PTE de contacto y no contacto se pueden caracterizar de manera cualitativa algunos de los efectos como esfuerzos residuales y refinamiento de grano producidos por deformación mediante tratamiento superficiales con chorro de agua y láser. Ambas técnicas de PTE de contacto y no contacto son sensibles a cambios microestructurales debido a deformación, especialmente la técnica de no contacto es sensitiva a cambios microestructurales en ambas aleaciones estudiadas.