INTRODUCCIÓN

Los datos metalúrgicos obtenidos mediante el análisis químico o el examen microscópico de una probeta metalográfica no son, usualmente, representativos de la pieza entera, como consecuencia de la naturaleza heterogénea de los metales . Tales datos, realmente, sólo representan las características de la zona de la pieza de que se tomó la muestra para análisis o la probeta metalográfica. La preparación de una probeta metalografica, consiste en obtener una muestra de metal que pueda ser observada en el microscopio metalografico donde el examen microscópico de los metales nos permite estudiar su composición química, la combinación y disposición de los elementos, sus efectos, su comportamiento, así como también es posible determinar el tamaño del grano, y el tamaño, forma y distribución de varias fases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del metal. El presente trabajo tratará sobre la técnica empleada para el manejo de muestras de un tamaño dificultoso o inadecuado para su preparación como probeta metalografica.El objetivo del laboratorio es el de preparar una probeta metalografica de un acero para su estudio en el microscopio sirviendo como base para posteriores preparaciones de probetas metalográficas.

RESUMEN

La preparación de la muestra metalográfica consiste en obtener primero en obtener la muestra del acero mediante una extracción de la probeta mediante un corte con una sierra de mano aproximadamente de 2.5 cm. de espesor., luego se procede al esmeril para un biselado y semipulido de la probeta , se procede luego a un desbaste o pulido de la probeta con un juego de lijas de 220, 280, 400, y 600 . Posteriormente se procede a un pulido final en un paño giratorio con una solución de alúmina , luego se procede al ataque de la probeta metalográfica con el nital 2 secamos y procedemos a la observación en el microscopio.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

El Ataque Químico de las Probetas:

La observación microscópica de la probeta previamente pulida, permite reconocer la integridad y la presencia de inclusiones no metálicas. La estructura metalográfica se revela luego de un ataque químico o electrolítico, con reactivo adecuado. La solución de ataque revela los límites de grano, en las aleaciones de varias fases los

constituyentes se hacen visibles por el ataque diferencial o el manchado de uno o varios de los constituyentes, como consecuencia de las diferencias de composición química, que traen consigo diferencia en las velocidades de disolución; en los metales puros, los límites de grano se ponen de manifiesto fundamentalmente a causa de que los granos presentan diferentes orientaciones cristalográficas, son atacados con diferente velocidad. Mediante el ataque se obtiene la forma, el tamaño y la coloración de los constituyentes. El grado de ataque es función de la composición y temperatura del reactivo, y del tiempo de ataque.

Desbaste : El desbaste se realiza usando en forma sucesiva papeles de lija cada vez más finas. Cada papel lija se emplea colocándola sobre la lijadora manual o cualquier superficie plana la muestra se mantiene con la cara hacia abajo sobre la lija, imprimiéndole un movimiento firme de vaivén que la acerque y aleje del operador hasta formar un sistema plano y uniforme de rayas paralelas, cada vez que se cambia a un papel de lija más fino, se limpia la muestra, y los alrededores del banco de trabajo, al pasar de una lija a otra la muestra debe girarse 90º, reemplazándose por un sistema de rayas más delgadas. Es conveniente redondear los bordes o ángulos de la muestra que podrían llegar a provocar la rotura del papel lija o del paño.

Pulido:

Una vez que la muestra se pasa por la lija más fina, en el desbaste, se lava con agua y procede al pulido, el cual tiene por objeto eliminar de la superficie de la probeta, las rayas finas producidas en el último desbaste. El pulido puede ser manual, mecánico o electrolítico. Un abrasivo apropiado para el pulido es la alúmina en solución con agua destilada. La alúmina se designa por la duración de la decantación de la suspensión, para los aceros y fundiciones se usa alúmina de ¼ de hora y para las aleaciones blandas alúmina de 1 hora.

MATERIALES Y EQUIPOS

Estos fueron los principales materiales y reactivos que se usaron en esta práctica.

Muestra de acero. Juego de lijas 220, 280, 400, 600. Reactivos: Nital 2, alcohol, alúmina. Esmeril, mesas de pulido. Secadora. Microscopio Metalográfico.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Selección y Extracción de la Muestra.

Para la selección y extracción de la muestra (metal) debemos saber si el material es blando , frágil o duro para así proceder al tipo de cortado del metal ( probeta ), en el caso de ser frágil se podría obtener mediante impactos con un martillo.

En nuestro caso el metal es blando de superficie cilíndrica y procederemos a cortarlo con una sierra de mano, aproximadamente2.5 cm. de espesor.

Al momento de cortar la muestra con la sierra de mano , el metal comienza a calentarse por la fricción por lo cual hay que agregar agua para disminuir la temperatura de no hacerlo podría causar modificaciones físicas y químicas.

Desbaste Grosero ( esmerilado y biselado de la muestra ).

Posteriormente , la probeta metalográfica extraída se le desbasta con el esmeril dándole un bisel y una superficie ligeramente pulida.En este proceso la probeta sufre aumentos de temperatura , para disminuirla se le agrega agua para no alterar la superficie del metal.

Durante este proceso no se debe aplicar la probeta con el medio abrasivo con demasiada presión ya que produciría rayas profundas difíciles de eliminar en los siguientes procesosAl obtener la muestra ya semipulida se procede al biselado de los bordes de la probeta ya que al no hacer esto produciría roturas en los papeles de lija en los desbastes posteriores.Desbaste Intermedio

En este proceso se hace uso de desbastadores con superficie de esmeril ( en una base giratoria ) lo cual debe ser de superficie totalmente uniforme y homogénea.

La superficie desbastadora consta de 4 discos con sus respectivas “ lijas ” de medida 220 – 280 – 400 – 600 , siendo de un grano mayor la de 220 y así sucesivamente.

La presión que se ejerce a la probeta con respecto a los discos desbastadores no debe ser excesiva ya que ocasionaría sobrecalentamientos y alteraciones en el estructurado.

Al momento de dichas operaciones siempre hay que agregar agua , ya que este nos sirve como lubricante y refrigerante de la probeta metalográfica.

Desbaste final o pulido

Se realiza en un disco que gira rápidamente, de material de aluminio o de bronce con un diámetro de 20 a 25 cm. está provisto en su superficie de un paño en la cual se agrega la alúmina el cual es óxido de aluminio que nos sirve de abrasivo para eliminar las últimas rayas del desbaste intermedio con la lija de 600.

Para esta operación el pulido se realiza colocando la probeta perpendicularmente con el paño hasta la eliminación de todas las rayas.

Se procede a lavar la probeta con agua para eliminar la alúmina y se agrega alcohol para acelerar el secado.

Ataque de la probeta metalográfica con Nital 2

Procedemos después del pulido a preparar una solución de concentración volumen a volumen de ácido nítrico al 2% con alcohol, el cual agregamos en una luna de reloj para introducir la muestra aproximadamente durante 7 segundos.

Luego se lava con alcohol se seca con el aire caliente de la secadora y se cubre con un paño para que no se oxide y se procede a la observación en el microscopio metalográfico.

CONCLUSIONES

Para una obtención visible de la probeta metalográfica es necesario un pulido parejo , uniforme , para evitar distorsiones en la superficie del metal ya que al no ser así no sería visible bajo el microscopio.

El empleo de la alúmina es importante por que tiene la función de eliminar las rayas dejadas por los papeles de esmeril.

El tiempo de ataque debe ser lo más exacto posible, ya que un tiempo de ataque corto no revelará completamente su estructura, y un ataque demasiado largo puede hacer creer que la condición de la superficie es mejor de lo que en realidad es.

La composición de los reactivos debe ser la adecuada para que sea posible poner de manifiesto el mayor número de defectos y peculiaridades de la superficie.

RECOMENDACIONES

En la suspensión de alúmina se usa la alúmina suspendida ya que se tienen partículas más finas sin embargo se puede

usar la alúmina del fondo de la suspensión para pulir previamente la muestra.

La superficie debe estar bien pulida para obtener una buena información del material que se está analizando.

En el ataque de la muestra esta debe lavarse bien con agua y luego con alcohol para dejar limpia la superficie y que el ácido se adhiera completamente a la superficie. , ya que al no hacer esto no podría observarse en el microscopio metalográfico la probeta.

BIBLIOGRAFÍA

Fundamentos de la Practica de Metalográficas

GEORGE KEHL

Metalurgia Física

LOBATO

Introducción a la Metalúrgica

EDUARDO ABRIL