Influencia del proceso de manufactura aditiva LPBF sobre la Microestructura del Inconel- 718: análisis de densidad, tamaño y distribución de precipitados

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dc.contributor.advisorGalan Pinilla, Carlos Andres
dc.contributor.advisorGonzales Estrada, Octavio Andres
dc.contributor.advisorPerez Ruiz, Jose David
dc.contributor.authorGutierrez Wilches, Wendy Xiomara
dc.contributor.authorMejia Useda, Divier
dc.contributor.evaluatorGonzales Hernandez, Andres Giovanni
dc.contributor.evaluatorGonzales Gonzales, Jaime Alberto
dc.date.accessioned2025-05-08T18:57:35Z
dc.date.available2025-05-08T18:57:35Z
dc.date.created2025-05-07
dc.date.embargoEnd2030-05-07
dc.date.issued2025-05-07
dc.description.abstractLa presente investigación titulada "Influencia del proceso de manufactura aditiva LPBF sobre la microestructura del INCONEL 718: Análisis de densidad, tamaño y distribución de precipitados" evalúa el impacto del espesor de capa y del tratamiento térmico sobre la morfología y distribución de fases secundarias en la aleación INCONEL 718 fabricada mediante Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Se analizaron probetas con espesores de 30 μm y 60 μm, con y sin tratamiento térmico conforme a la norma ASTM B637-06. La metodología combinó microscopía electrónica (HAADF-TEM y SEM) y espectroscopia EDS para identificar fases como γ′, γ″, δ, carburos y fase Laves. Se realizó superposición digital para correlacionar morfología y composición, permitiendo clasificar los precipitados. Se implementó análisis cuantitativo mediante software especializado para medir parámetros como área, perímetro, ejes mayor y menor, y coordenadas (X, Y), lo que permitió analizar el aspect ratio y distancia entre precipitados bajo diferentes condiciones de procesamiento. El análisis estadístico con MATLAB estableció funciones de distribución acumulativa que evidenciaron el efecto del tratamiento térmico en la homogeneización microestructural. Los resultados revelaron fases γ', γ" y δ distribuidas heterogéneamente en las probetas tratadas térmicamente. Los precipitados γ' presentaron forma esférica (20-50 nm), mientras que los γ" mostraron morfología discoidal y los δ estructuras aciculares en límites de grano. Se evidenció que el tratamiento térmico modifica sustancialmente la morfología y distribución espacial, homogeneizando la microestructura independientemente del espesor de capa. Las muestras post-tratamiento exhibieron relaciones de aspecto ratio más definidas (valores entre 0-5), indicando la disolución de fases Laves y precipitación controlada de fases endurecedoras. Esta metodología establece correlaciones entre parámetros de fabricación aditiva y microestructura resultante, sentando bases para la optimización del proceso LPBF en componentes de Inconel 718.
dc.description.abstractenglishThe present research entitled "Influence of the LPBF additive manufacturing process on INCONEL 718 microstructure: Analysis of density, size and distribution of precipitates" evaluates the impact of layer thickness and heat treatment on the morphology and distribution of secondary phases in INCONEL 718 alloy fabricated via Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Specimens with layer thicknesses of 30 μm and 60 μm were analyzed, both with and without heat treatment according to ASTM B637-06 standard. The methodology combined electron microscopy techniques (HAADF-TEM and SEM) and EDS spectroscopy to identify phases such as γ′, γ″, δ, carbides, and Laves phase. Digital overlay was performed to correlate morphology and composition, enabling precipitate classification. Quantitative analysis was implemented through specialized software to measure parameters such as area, perimeter, major and minor axes, and coordinates (X, Y), which allowed for the analysis of aspect ratio and inter-precipitate distance under different processing conditions. Statistical analysis with MATLAB established cumulative distribution functions that demonstrated the effect of heat treatment on microstructural homogenization. The results revealed γ', γ" and δ phases heterogeneously distributed in the heat-treated specimens. The γ' precipitates exhibited spherical morphology (20-50 nm), while γ" displayed discoidal morphology and δ presented acicular structures at grain boundaries. It was evidenced that heat treatment substantially modifies the morphology and spatial distribution, homogenizing the microstructure regardless of layer thickness. Post-treatment samples exhibited more defined aspect ratio relationships (values between 0-5), indicating the dissolution of Laves phases and controlled precipitation of strengthening phases. This methodology establishes correlations between additive manufacturing parameters and the resulting microstructure, laying foundations for the optimization of the LPBF process in INCONEL 718 components.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Metalúrgico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponameEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45413
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.programUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.schoolUniversidad Industrial de Santander
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectManufactura aditiva
dc.subjectPrecipitados
dc.subjectLPBF
dc.subjectInconel 718
dc.subjectTratamiento térmico
dc.subject.keywordAdditive manufacturing
dc.subject.keywordPrecipitates
dc.subject.keywordLPBF
dc.subject.keywordInconel 718
dc.subject.keywordHeat treatment
dc.titleInfluencia del proceso de manufactura aditiva LPBF sobre la Microestructura del Inconel- 718: análisis de densidad, tamaño y distribución de precipitados
dc.title.englishInfluence of the LPBF additive manufacturing process on the microstructure of Inconel 718: analysis of precipitate density, size, and distribution.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Metalúrgica