Determinación automática del tamaño de grano en microestructuras de aceros de bajo carbono mediante ASTM-E1382

Abstract

Este estudio se centra en la creación de un sistema mecatrónico de medición automatizada para determinar el tamaño de grano en aceros de bajo contenido de carbono, resaltando la relevancia de la automatización de los procesos de laboratorio en el ámbito de la metalurgia. La implementación de estas prácticas automatizadas resulta esencial para fortalecer la educación de los estudiantes de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, brindándoles la oportunidad de interactuar con tecnologías avanzadas y profundizar su comprensión de los procesos metalúrgicos. El principal objetivo de este trabajo consiste en desarrollar un sistema automático de medición del tamaño de grano en microestructuras de aceros de bajo contenido de carbono, siguiendo la norma ASTM-E1382, para el Laboratorio de Ciencia de Materiales de la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE. Para alcanzar este objetivo, se han llevado a cabo diversas actividades, como la evaluación del funcionamiento del microscopio óptico y la cámara de adquisición de imágenes disponibles en el laboratorio, la investigación de los métodos empleados para determinar el tamaño de grano en aceros de bajo contenido de carbono mediante imágenes metalográficas, la identificación de los parámetros críticos involucrados en la medición del tamaño de grano de aceros de bajo contenido de carbono para la adquisición y procesamiento de imágenes, y el desarrollo de un sistema de visión por computadora que permita determinar el tamaño de grano y generar información automática. Este estudio culmina con el desarrollo de un sistema mecatrónico que cumple con el estándar ASTM E1382 y que incluye un software de código abierto para automatizar la determinación del tamaño de grano en aceros de bajo contenido de carbono. Los resultados 15 obtenidos demuestran que el sistema de visión artificial es capaz de contar y determinar el tamaño de grano en las micrografías en menos de dos segundos, lo cual resalta la eficacia de la automatización en este contexto. Además, se realizaron comparaciones con el método clásico de medición de tamaño de grano y con equipos de alta gama, lo que proporciona una evaluación integral de la eficacia del sistema desarrollado.