UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALES

METALOGRAFIA

NICOLAS ALARCON VERJAN

2122432

JAIME DSVNDSKNC

BUCARAMANGA, SANTANDER

Septiembre del 2015

INTRODUCCION

Esta práctica llevada en varias sesiones por la disponibilidad de los laboratorios y equipos, es en primer lugar una de las pruebas que más se necesitan en la metalografía adaptiva y es que es de vital importancia para aquellos procesos metalúrgicos en los cuales se quiera tratar el metal, bien sea para un conformado, tratamiento térmico, análisis de falla, recubrimientos, etc. Así la prueba metalográfica es necesaria ya sea en investigación científica como en el control de la calidad de los materiales, teniendo en cuenta la conocida relación estructura – propiedades.

MARCO TEORICO

Básicamente, la información necesaria para el análisis metalográfico ya está regulada y estipulada por un ente internacional como lo es la ASTM (American Society for Testing and Materials), quienes hablan en sus documentos de cómo se debe llevar a cabo cada parte del análisis metalográfico, especificando en varias partes las pautas que hay que llevar según la naturaleza de la muestra que se tenga. A continuación se muestras las normas que se utilizaron para este análisis metalográfico y en que ámbito se desarrolla cada una:

Preparación de muestras para análisis metalográfico (ASTM E3-01) Inclusiones no metálicas en aceros ( ASTM E45) Tamaño de grano (ASTM E112) Tamaño, forma, cantidad y distribución del grafito (ASTM A247) Normas ASTM E 304 (macro ataque) y E 407-07 (micro ataque) ASTM 18-79 define la dureza de Rockwell

Más adelante profundizaremos sobre cada una de las normas enfocadas a la muestra correspondiente a esta práctica y así explicar con mayor detalle sobre cada una de ellas. Por otro lado hay que tener conceptos previos respecto a cómo se debe tratar una muestra durante su proceso, evitando exposiciones al aire, puesto que algunas aleaciones pueden corroerse o el simple hecho de donde ponerse porque se puede rayar y perder el trabajo de pulido o tocarla después de atacarla, este tipo de recomendaciones hay que tenerlas muy presentes durante el proceso hasta tomar las fotografías en el microscopio metalúrgico.

PROCEDIMIENTO

1. CORTE

Hay que mencionar que el objetivo del corte es tomar una muestra representativa de pieza que se quiere analizar, para un buen manejo de la muestra y también para un mejor resultado de las pruebas. Lo primero que se hizo fue una elección aleatoria de la pieza a cortar, para esta primera parte había que tener en cuenta la norma ASTM E3 donde específica a que tipos de materiales hay que cortar bien sea en la máquina de corte con disco abrasivo (materiales duros) o en este caso por ser una pieza que tiene naturaleza blanda (Aluminio), hay que cortarla de manera convencional, es decir, con segueta. Esto indica que hay que saber con anterioridad si el material es blando o duro, por ejemplo, si se intenta cortar con segueta el material duro, jamás va poder cortarlo lo que indica que es duro; pero si pasa lo contrario, que se intente cortar la pieza blanca con un disco abrasivo provocaría una deformación en la pieza blanda y aparte el disco abrasivo se dañaría.

2. MONTAJE

El fin de montar una muestra es permitir la facilidad del manejo de ella, bien sea para el pulido o para el simple manejo en el microscopio, es así como la norma ASTM E3-01 habla de que las muestras con dimensiones pequeñas requieren de una especie de soporte que puede ser en caliente o en frio, el cual sostiene la muestra dejando las caras libres para su respectivo desbaste y pulido, en el caso de esta muestra como se observa en la figura 1,tiene una dimensión relativamente grande respecto a las que necesitan de la baquelita es por esto que no necesitó de un montaje.

3. DESBASTE Y PULIDO

Figura 1

Su objetivo es eliminar la superficie de la muestra que fue deformada por el proceso anterior y lograr un solo plano de pulido para las etapas posteriores. Se utilizan papeles de desbaste de grano grueso (80 - 320) y discos o papeles desbaste fino (400-1500). El agua tiene por objeto refrigerar y barrer de la superficie las partículas de material tanto de la muestra como del papel. Para pasar de un papel a otro se debe obtener una superficie plana, uniforme y las rayas deben estar en una misma dirección. Una vez logrado esto, se gira la muestra 90° y se precede de la misma forma. Luego ya se está en condiciones de pasar al otro papel.

En la otra fase de esta etapa es retirar material proveniente de los papales de lijas el cual suelta partículas muy finas y necesitan ser removidas, así que por medio de paños puestos en platos giratorios se hace un pulido mecánico conjunto con un lubricante que en este caso fue alúmina (Al2O3), en esta fase enfoca de una manera muy recomendada la manera en cómo se mueve la muestra sobre los paños, ya que podría crear colas de cometas o imperfecciones en la superficie del material.

4. ANALISIS PREVIO AL ATAQUE

El material después de haber sido pulido es llevado al microscopio metalúrgico donde se mira antes del ataque las impurezas, porosidades o si tiene alguna imperfección la superficie, como puede ser las colas de cometa, las rayas, el aplastamiento, los relieves, etc. Si llegado al caso llegan a aparecer algunas de estas hay que llevar la muestra de nuevo a pulido y si aún persisten se devuelve a desbaste; esto con el fin de que a la hora de atacar, primero se revele toda la superficie sin ningún problema, y segundo para que no se confundan con una fase o algo por el estilo; en esta prueba no se presentó ninguno de los casos de imperfecciones en la superficie como se ve en la figura 2.

Las normas ASTM E45 y A247 no aplican para el análisis de inclusiones no metálicas o distribución y forma del grafito ya que son solo para materiales ferrosos, y como ya habíamos mencionado este es un material que por su color se asumió que es una aleación de aluminio en primer lugar.

5. ATAQUE

Para esta parte del análisis es primordial saber la naturaleza de la muestra puesto que como lo indica la norma ASTM E407-07 depende de la aleación el reactivo a utilizar. En esta prueba correspondió una aleación de aluminio, lo que indica según las tablas de la norma que se debe utilizar el reactivo Keller´s el cual se prepara con 2 mL de HF, 3 mL de HCL, 5 mL de HNO3 y 190 mL de agua. Lo que se pretende con el ataque es que la muestra al ser sumergida en este caso como lo indica la norma se haga por 10 segundos, es mostrar la distribución de las fases y constituyentes de la microestructura. El fundamento se basa en que el constituyente metalográfico de mayor velocidad de reacción se ataca más rápido y se verá más oscuro al microscopio, y el menos atacable permanecerá más brillante, reflejará más la luz y se verá más brillante al microscopio. Hay que advertir que un mal ataque conllevaría a un retraso, ya que si se ataca por más tiempo de lo debido la muestra se va a quemar lo que impide un análisis óptimo, para resolver este problema se hace de nuevo un pulido en paños para un posterior intento de ataque; también hay que hacer enfoque que hay que tener una vestimenta adecuada para la prevención de las personas en el laboratorio. Un atacante de estos en contacto con el cuerpo produciría secuelas graves en la piel y consecuencias mayores si no se sabe tratar la solución.

Figura 1

COMPARACION ANTES Y DESPUÉS DEL ATAQUE

Una vez finalizado el ataque se debe tener un registro fotográfico de las micrografía obtenidas para esto es utilizado el microscopio metalúrgico, allí se deben tomar las fotos a 10x, 20x, 50x y 100x intentando mostrar las zonas más representativas de la micrografía, con el fin de un posterior análisis de los resultados

ANALISIS Y RESULTADOS

El fin de hacer una preparación metalográfica con mucha mesura y cuidado es el obtener una superficie especular con un ataque adecuado para una buena interpretación de la microestructura obtenida y es que aquí es cuando ya interviene los conocimientos sobre las propiedades de cada tipo de aleación, según como se vaya observando en las micrografías. En el caso de esta pieza se observaron las siguientes micrografías a 10x y 20x sin ataque para un previo análisis.

http://materias.fi.uba.ar/6713/PREPARACION%20METALOGRAFICA.pdf