ENSAYO METALOGRAFICO1. Marco Teórico Metalografía La metalografía es microestructurales o la ciencia que constitutivas estudia de un las características metal o aleación relacionándolas con las propiedades físicas, químicas y mecánicas. Mucha es la información que puede suministrar un examen metalográfico, para ello es necesario obtener muestras que sean representativas y que no presenten alteraciones debidas a la extracción y/o preparación metalográfica. Pasos a seguir para una preparación metalográfica Corte metalográfico Cortadora metalográfica Cortar la muestra con una cortadora o micro-cortadora metalográfica: es un equipo capaz de cortar con un disco especial de corte por abrasión, mientras suministra un gran caudal de refrigerante, evitando así el sobrecalentamiento de la muestra. De de manera uniforme y así sucesivamente disminuyendo el tamaño de grano (Nº de papel de lija) hasta llegar . o bien en caliente: mediante una incluidora. se prepara la superficie del material. resina en polvo y un catalizador en líquido. Pulido metalográfico Se usa el equipo Desbastadora ó Pulidora Metalográfica. La misma máquina tiene la capacidad de enfriar la muestra. no se alteran las condiciones microestructurales de la misma. La inclusión se puede realizar mediante resina en frío: normalmente dos componentes. en su primera fase denominada Desbaste Grueso. que. mediante una resistencia interior calienta la resina (monocomponente) hasta que se deshace.este modo. Incluido metalográfico Incluidora metalográfica La muestra cortada se incluye en resina para su mejor tratamiento posterior y almacenado. por lo que es un proceso recomendado en caso de requerimientos de muchas muestras al cabo del día. donde se desbasta la superficie de la muestra con papel de lija. Al inicio de la segunda fase de pulido denominada Desbaste Fino.al papel de menor tamaño de grano. y 0. sobre los cuales son depositadas pequeñas cantidades de abrasivos. Pulidora metalográfica La etapa del pulimento es ejecutada en general con paños macizos colocados sobre platos giratorios circulares. 6.en la que se requiere de una superficie plana libre de ralladuras la cual se obtiene mediante una rueda giratoria húmeda cubierta con un paño especial cargado con partículas abrasivas cuidadosamente seleccionadas en su tamaño para ello existen gran posibilidad de abrasivos para efectuar el ultimo pulido. en general diamante industrial en polvo fino o bien en suspensión. en tanto que muchos harán un trabajo satisfactorio parece haber preferencia por la gama de óxidos de aluminio para pulir materiales ferrosos y de los basados en cobre y óxido de cerio para pulir aluminio. 3. con granulometrías como por ejemplo de 10. Una vez obtenido el último pulido con el papel de lija de tamaño de grano más pequeño. El cabezal automático ejerce una presión pre-configurada .25 micras El pulido se realiza sujetando la muestra a tratar con la mano o bien mediante un cabezal automático para pulir varias muestras a la vez. magnesia y sus aleaciones. 1. . En general. opera con la luz reflejada por el metal. etc. (ácido nitrico y alcohol). visión tridimensional del área observada) con aumentos que pueden variar de 5x a 64X El principal instrumento para la realización de un examen metalográfico lo constituye el microscopio metalográfico... durante algunos segundos hasta que la estructura o defecto sea revelada. para diferentes tipos de metales y situaciones..hacia el disco o paño de desbaste o pulido durante un tiempo concreto. el ataque es hecho por inmersión o fregado con algodón embebido en el líquido escogido por la región a ser observada.. para la gran mayoría de los metales ferrosos. estado del pulido. Ataque químico Hay una enormidad de ataques químicos.) Opcionalmente existen sistemas con dosificador automático de suspensión diamantada. Por lo que para poder observar la muestra es necesario preparar una probeta y pulir a espejo la superficie. Estos parámetros deben ser configurados según tipo de material (dureza. El microscopio metalográfico. debido a la opacidad de los metales y aleaciones. con el cual es posible examinar una muestra con aumentos que varían entre 50x y 2000x.07 Standard Practice for Microetching Metals and Alloys Microscopio Utilización de lupas estereoscópicas (que favorecen la profundidad de foco y permiten por tanto. Uno de los más usados es el nital. Una guía de los ataques químicos utilizados para revelar las fases y microconstituyentes de metales y aleaciones se pueden ver en la norma ASTM E407 . para estudiar la diferencia. en cuyo caso debe obtenerse la muestra de la zona afectada por la rotura. y aún mejor con ayuda de una lijadora de banda. Una buena norma para asegurarse de que la temperatura no es nunca excesiva. El desbaste inicial para emparejar la probeta puede hacerse a mano. 2. el más adecuado. En cualquier caso. Conviene también obtener otra probeta de una zona sana de la misma pieza. El corte de la probeta puede realizarse con sierra o con disco abrasivo y en ambos casos. En caso de que se trate de un material laminado. Respecto al tamaño de la probeta. REALIZAR EL DESBASTE. c) Para estudiar las causas de la rotura de una pieza. es de 20 a25 milímetros de ancho por 50 milímetros de largo y por 10 a 12 milímetros de grueso. debe tomarse una muestra de sección normal y otra en la dirección de la laminación. es operar de la forma que ni en el corte ni en el desbaste y pulido posterior pueda la probeta dejar de tocarse con la mano sin quemarse. . 2. en general. pero sobre todo en el último debe cuidarse de que la refrigeración sea intensa. la presión de la probeta sobre la lija debe ser suave para evitar la distorsión y rayado excesivo del metal. Realizar toma de Muestras La toma de muestras puede hacerse con los siguientes fines: a) Para obtener una probeta representativa del material. para evitar que el calentamiento modifique la constitución original de la pieza. Procedimiento Como debería ser… 1. b) Para observar defectos que se sospechan en una zona determinada.Existe una norma internacional ASTM E3-01 Standard Practice for Preparation of Metallographic Specimens que trata sobre las correctas técnicas de preparación de muestras metalograficas. continuando con el 0. El disco de la pulidora se recubre con un paño de lana del tipo de mesa de billar. como terciopelo. utilizando como abrasivo polvo de alúmina previamente seleccionado por decantación. 3. pero con lija de los números 00 y 000. Después se lava la probeta para quitar todo el resto de abrasivo. se emplea como abrasivo carborundum de 600 mallas.m. hasta que las rayas desaparezcan por completo.m. montadas en un soporte que gira en sentido contrario al disco y a una velocidad de unas 100 r. Pulidora mecánica para el pulido simultaneo de seis probetas.m. y sobre el cual se distribuye el polvo o pasta abrasiva impregnada con agua hasta formar una pasta.p.p. a la que se fijan los papeles de lija adecuados en cada fase de la operación. que dura unos cinco minutos. Se empieza utilizando el papel numero 1.El desbaste intermedio se realiza apoyando la probeta sobre el papel de lija colocado sobre un mármol. Las velocidades empleadas varían de 150 a 250 r. Para esto se prepara una suspensión de polvo de alúmina en un recipiente de agua. que pueden pulir varias probetas simultáneamente. En el pulido preliminar. Cada vez que se cambie de papel. y se realiza el pulido fino con un paño de tela de pelo largo. Mármol para el pulido a mano de probetas. haciendo girar el disco a unas 50 r. y se recogen con un sifón las porciones más finas que quedan en suspensión. El desbaste final se realiza de la misma forma que el intermedio. debe lijarse en dirección perpendicular a la que se seguía con el papel de lija anterior. El pulido se realiza presionando la probeta suavemente sobre el disco y moviéndola constantemente del borde al centro para evitar la formación de rayas. . REALIZAR EL PULIDO Se realiza con pulidoras de discos. Se avanza y facilita mucho las operaciones descritas utilizando una pulidora de discos. previamente mojado.p. . Agua regia Acido nítrico Acido Clorhidrico Glicerina 30 segundos a 2 minutos Ataque de los aceros al cromo. Cuadro 1 REACTIVOS MAS USUALES PARA EL ATAQUE MICROGRAFICO DE ACEROS Y FUNDICIONES Designación Composición y duración ataque del Empleos Nital Acido nítrico 5 cm² Alcohol etilico 95 cm² 20 a 45 segundos. Se emplea hirviendo de 2 a 10 minutos. sino para resaltar en un mismo metal constituyentes distintos. al niquel-cromo y austeníticos. 5. Sosa 25 gr. Reactivo de Murakami Ferrocianuro de potasio 6 gr.La probeta. se lavan con jabón y se conservan en un recipiente con agua para que desprendan todo resto de abrasivo. Agua 100 gr. Ataque de los aceros de cromo y wolfranio. puede observarse en un armario con un desecador como cloruro de calcio. Colora la ferrita. Coloración de la cementita. para diferenciarla de la ferrita. Los paños de las pulidoras se retiran de las máquinas. una vez pulida. Una vez atacada la superficie con el reactivo adecuado. para evitar que se oxide. Ataques de aceros y fundiciones Picrato de sosa Hervir media hora la solución: Ácido pícrico 2 gr. si es que interesa conservarla mejor. Potasa 10 gr. no sólo para cada metal. Agua 100 gr. puede dársele un baño de: laca o vaselina. REALIZAR EL ATAQUE MICROGRAFICO Existen reactivos adecuados. a ser posible caliente. Acido pícrico Alcohol etilico Para el ataque de las fundiciones y para resaltar la perlita de los aceros y juntas de granos. según el reactivo y los aumentos con que se ha de observar la probeta. 6. 40 gr. lavar con agua amoniacal. Secar Lavar con alcohol etílico Secar. son necesarios tres ciclos de ataque y pulido para eliminar el metal inevitablemente distorsionado por el desbaste. Agua 15 gr. Agua 50 gr. OBSERVACION EN MICROSCOPIO METALOGRAFICO Como hicimos… . con la superficie pulida hacia abajo. Colora el fosfuro de hierro en azul y caqui. se seca y se vuelve a lavar con alcohol etílico.Hipobromito Mezclar las dos soluciones A y B en el momento del empleo: Solución A Bromuro de potasio. Bromo 15 gr. 15 gr. Agitar bien para eliminar las burbujas de aire. Pasado el tiempo fijado para el ataque se seca la probeta y se lava con agua. sujetando la probeta con unas pinzas. Pieral (Solución alcohólica de ácido pícrico). Solución B Soda cáustica 20 gr. pone en evidencia la constitución fosforosa. 1 lt. Después de tres a cinco minutos de ataque. Es importante realizar las siguientes operaciones: Lavar la probeta cuidadosamente con agua. El tiempo de ataque varía de entre algunos segundos hasta media hora. para que no se raye. En general. Sumergir en el reactivo. sin que en ningún momento llegue a tocar el fondo del recipiente. Desbaste Luego de retirar el tubo de PVC lijamos la probeta con las lijas correspondientes de las gruesas (Metal) hasta las más delgadas (Agua). DESBASTE Esperar que seque la resina . 2. Montaje La probeta que se nos proporciono era muy delgada por lo que debimos fabricar un montaje en el cual empleamos un tubo de Colocar las probetas en el centro del tubo de PVC Vaciar la Resina dentro de los tubos d PVC PVC suficientemente ancho para ser utilizado y colocamos la probeta de acero en el centro de la probeta y alrededor vaciamos resina esperamos que secara y retiramos el tubo de PVC y que solo quede el montaje de la probeta de acero con resina. hasta lograr que la probeta tenga una superficie uniforme y lisa.1. Mantenerla ahí durante 2 a 3 minutos. Ataque Químico Exponemos la probeta con alcohol y seguidamente con ácido nítrico luego secar con aire caliente (secadora).3. 4. Sumergimos en Ácido Nítrico Secar con aire caliente . Pulido Se pone en contacto la probeta con la pulidora. moviéndola desde el centro hacia los costados de la pulidora. Una vez hecho el pulido se lava la superficie de la probeta y se realiza el ataque químico. Observación microscópica Luego de secar las probetas las colocamos en el microscopio y observamos. PULIDO: esta etapa consiste en pulir la probeta después de haber sido tratado por el desbaste. Análisis de Datos Para obtener los resultados la probeta pasa por varias etapas: 1. 2. . DESBASTE: que consiste en emparejar la superficie de la probeta con lijas para luego pasar a la maquina pulidora. Resultados de las imágenes 3.5. 3. Estos son los tipos de estructuras que se pueden presentar: Para la probeta sin tratamiento se presenta la siguiente estructura Para la probeta con tratamiento en agua se presenta la siguiente estructura: . ATAQUE QUIMICO: en esta etapa la probeta se somete a un ataque químico que nos ayudara a observar la superficie de la probeta y determinar el tipo de estructura. 4. OBSERVAR EN MICROSCOPIO: hecho el ataque químico se procede a observar en el microscopio el tipo de estructura que presenta la probeta. . etc Los reactivos químicos y sus finalidades son muy variadas. agua. de los distintos componentes de una estructura metalográfica para poder diferenciarlos con facilidad. etc. silicatos. Por lo general.Para la probeta con tratamiento en aceite se presenta la siguiente estructura: 4. glicerina. silicoaluminatos). álcalis. pero en principio se busca con ellos la revelación. están constituidos por ácidos. etc. oxisulfuros. por coloración o por corrosión. Conclusiones Con la observación de las estructuras micrográficas y por comparación con microfotográfias. clasificación de aceros. es posible deducir el contenido aparente de carbono. diluidos en alcoholes. Y su elección se hará de acuerdo con la naturaleza química la estructura a destacar en la muestra. finura y variedad de los componentes. reconocer las inclusiones por defectos de fabricación (óxidos. Gil Mur. Debemos sujetar la probeta con mucho cuidado y con la suficiente fuerza para que al hacer contacto con la pulidora no se pueda soltar la probeta y causar algún daño. 6. Recomendaciones Debemos realizar de manera correcta el desbaste ya que para que obtengamos un pulido regular debemos tener la probeta muy bien desbastada.Gil Mur.wikipedia. Bibliografía http://es. Al momento que realizamos el ataque químico tenemos que estar atentos en el tiempo en que sumergimos la probeta dentro del ácido. Francisco .5. Finalmente observar atentamente el microscopio y anotar las características que presenta la probeta en cuando su contenido.org/wiki/Metalograf%C3%ADa Guía de ensayo Metalografía Escrito por Francisco J.