FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
PRACTICAS DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES I
PRACTICA Nº 2
TITULO: METALOGRAFIA
OBJETIVOS
En una muestra metálica pulida a espejo y atacada químicamente, obtener tamaño forma y distribución de grano, asi como los constituyentes del metal enalizado
INTRODUCCION
La metalografía microscópica estudia las características estructurales y composición de los productos metálicos con la ayuda del microscopio metalográfico y relacionarlas con sus propiedades físicas y mecánicas. La parte más importante de la metalografía es el examen microscópico de una probeta pulida y atacada químicamente, empleando aumentos que con el microscopio óptico oscilan de 50X a 400X. Existen microscopios metalograficos con aumentos que van desde de 100X a 2000X.
El examen microscópico proporciona información sobre los constituyentes del metal o aleación, pudiéndose determinar características tales como tamaño, forma y distribución de grano. La micro estructura puede reflejar la historia completa del tratamiento térmico o mecánico que ha sufrido el metal.
Una de las mediciones micro estructurales cuantitativas más comunes es la referente al tamaño de grano de metales y aleaciones. Numerosos procedimientos han sido desarrollados para estimar el tamaño de grano, estos procedimientos están sintetizados en detalle en la Norma ASTM E112.
DESARROLLO DE PRÁCTICA
El análisis metalográfico comprende las siguientes etapas:
1. Selección de la muestra.
2. Corte de la muestra.
3. Montaje de muestra.
4. Pulido de muestra
5. Ataque químico de la muestra.
6. Análisis microscópico.
7. Obtención de microfotografías.
1. SELECCIÓN DE MUESTRA
La elección de la muestra o localización de la parte que va a ser estudiada debe hacerse de tal modo que represente todo el metal o puede ser el sitio de la falla de una pieza o el límite entre una soldadura y el metal base.
El tamaño apropiado de la probeta debe ser tal que pueda sostenerse con la mano durante su preparación, (25 mm. de diámetro por 25 mm. altura).
2. CORTE DE MUESTRA
El corte de la probeta puede realizarse con arco y segueta si el material es de baja dureza, disco abrasivo cuando el material presenta resistencia al corte ,teniendo la precaución de evitar el calentamiento que puede ocasionar alteraciones microestructurales utilizando líquidos refrigerantes al corte, por lo tanto no está permitido realizar el corte con soplete oxiacetilénico.
Un caso extremo es el corte de probetas de plomo, que debe realizarse con sierras-cinta para evitar el empaste de los dientes de la segueta y el calentamiento excesivo.
Cuando sólo se dispone de pequeñas partes o grismas del metal tales como alambres, tornillos, hilos y chapas de secciones delgadas es necesario montarlos en un material adecuado o sistema de sujeción que haga posible su manejo durante la preparación.
3. MONTAJE DE MUESTRA
El montaje de estas muestras se hace en materiales plásticos sintéticos como bakelita, licité, acrílico isotérmico o resina poliéster, que después del moldeo son relativamente duros y resistentes a la corrosión y no causan empastamiento de los papeles abrasivos durante el desbaste y pulido.
--El montaje consiste en vaciar la resina poliéster preparada en un molde cilíndrico cubierto en su interior por un separador (grasa) para evitar se adhiera la resina a las paredes durante el proceso de solidificación
Polimerización de Resina Poliéster MR-250
Catalizador + cobalto (solución)
(Por Adición)
Sin sobrante
Ejemplos que pueden realizarse previos al vaciado-encapsulado de muestra
A – 30 ml. Resina + 15 gotas de catalizador
B - 30 ml. Resina + 25 gotas de catalizador
C – 30 ml. Resina + 1 gota de cobalto + 20 gotas catalizador
D - 30 ml. Resina + 3 gotas de cobalto + 25 gotas de catalizador
El catalizador es un peroxido que aporta oxigeno
La solución de cobalto aporta metal
5. PULIDO DE MUESTRA
El desbaste es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efectúa con trozo de papel abrasivo (lija) apoyado sobre un trozo de vidrio perfectamente plano para evitar un desbaste defectuoso. Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior, teniendo siempre el cuidado de lavar la probeta con agua abundante. Se aconseja pasar la probeta por toda la serie de abrasivos:
180, 220, 280, 320, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1500 pues eliminar u omitir algún abrasivo retarda la operación en vez de acelerarla.
Una presión excesiva sobre el papel abrasivo puede causar rayas profundas y difíciles de eliminar posteriormente, además se provoca una distorsión intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta distorsión no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante técnicas adecuadas de desbaste y pulido.
Conviene emplear un papel nuevo para cada probeta, los papeles usados se emplean para finalidades específicas porque sus partículas abrasivas desgastadas tienden a producir distorsión del metal superficial, además si sobre un papel se ha desbastado un acero templado, pueden quedar sobre él partículas muy finas y producir rayas profundas y anchas al emplearlo después para preparar un material blando como latón o aluminio.
Debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscopio.
Al final del desbaste, deben lavarse con agua abundante tanto las probetas como las manos del operador para evitar que las partículas del abrasivo o del metal en la etapa del desbaste pase a las pulidoras lo cual los haría inservibles, además en algunos tipos de aleaciones como las de aluminio, la corriente de agua evita el ennegrecimiento de la superficie.
El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la última operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a espejo.
El éxito del pulido y el tiempo empleado en la operación, depende en gran parte del cuidado con que se haya realizado el desbaste. Si una probeta tiene rayas profundas que no se han eliminado en las últimas operaciones de desbaste, no podrán ser eliminadas durante el pulido con pérdida de tiempo y trabajo.
La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta sobre el paño embebido con una suspensión de abrasivo (alumina) y fijado a un disco que gira accionado por un motor.
Como paños pueden emplearse el paño de billar, raso, la seda, terciopelo, y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal, Kanvas, Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensión acuosa de alúmina, óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de magnesio, o para materiales muy duros una suspensión de polvo de diamante en aceite mineral. El tamaño de la partícula abrasiva en suspensión oscila entre 100 y algunas décimas de micrón.
Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior perfectamente pulida y su velocidad de giro entre 250 y 500 rpm.
La presión a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleación y debe disminuirse a medida que avanza el pulido, deberá ser tal que se logre hacer desaparecer en unos pocos minutos las rayas del último papel (1500) cuidando de no excederse en la presión por el peligro de desgarramiento del paño.
Durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco.
Debe lavarse la probeta en un chorro de agua caliente, secar con la ayuda de un secador, sin tocar la cara pulida, enjuagarla con alcohol y secarla finalmente con aire seco o caliente. Observar en el microscopio a 100 aumentos; si persisten las rayas provenientes del desbaste en el último papel, continuar con el pulido en la forma ya descrita, todo el tiempo que sea necesario para que éstas desaparezcan.
La combinación adecuada de estas variables, permitirá alcanzar un óptimo pulido, aunque difícilmente se logre evitar algo de distorsión; para eliminar esta última, no queda otro recurso que el de ataque y pulido alternados.
La observación microscópica de la probeta pulida permite reconocer la presencia de inclusiones no metálicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, óxidos, micro porosidades. micro grietas, y grafito.
Antes de atacar la probeta debe desengrasarse con alcohol y secarse con aire frío o caliente.
5. ATAQUE QUÍMICO
Para el ataque, se toma la probeta con la pinza y se sumerge con la cara pulida hacia abajo en el reactivo de ataque contenido en el recipiente. Se tiene la probeta sumergida cinco segundos, se extrae, se lava con alcohol etilico 96ºGL, se seca y se observa al microscopio, se registra el campo observado a diferentes aumentos. Se vuelve a pulir y se repite la operación descrita anteriormente manteniendo sucesivamente la probeta sumergida durante 10, 20, 40 y 80 segundos, registrando el campo observado después de cada ataque.
6. ANALISIS MICROSCOPICO
Mediante el ataque es posible poner de manifiesto el tamaño, forma y distribución del grano (metalurgia de fases), así como heterogeneidades en la estructura y las segregaciones
CUESTIONARIO
1.¿Explique la importancia del desbaste y el pulido en el proceso de preparación de la muestra y porqué es necesario rotar la probeta 90° al pasar de un papel abrasivo a otro? Es muy importante ir girando la probeta ya que con cada giro se cambia la direccion del pulido y al cambiar de un papel abrasivo a otro se va desapareciendo las lineas de dirrecion del pulido
2.¿Por qué conviene desplazar radialmente la probeta durante el
pulido? Para que el pulido se realize en una sola direccion y no se exponga a tener ralladuras o malformacion de lineas depulido
3.¿Qué diferencias se observan entre una probeta de superficie
distorsionada y otra libre de distorsión? El desbaste de la probeta y la direcciones de los pulidos
4.¿Qué efecto tiene un ataque deficiente al ser observa a microoscopio?
La probeta no seencuntra en un piludo a espejo y a microoscopio es muy dificil observar la estructura de grano
5.¿Qué se entiende por figuras de corrosión? Es el deteriorro de los materiales a causa de su entorno o medio ambiente al que estan expuestos
6.¿Defina la importancia del ataque químico de la muestra pulida? El ataque quimico nos permite observar las caracteristicas deseadas sobre el material que se encapsulo
7.¿Describa brevemente el pulido electrolítico?El pulido electrolítico es un procedimiento que consiste en disolver de forma preferencial las diferentes asperezas superficiales de una pieza. El pulido electrolítico es un tratamiento superficial mediante el cual el metal a ser pulido actúa como ánodo en una celda electrolítica, disolviéndose. Con la aplicación de corriente, se forma un film polarizado en la superficie metálica bajo tratamiento, permitiendo a los iones metálicos difundir a través de dicho film
No hay comentarios:
Publicar un comentario