Herramientas Del Metalurgista
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8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
1/55
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8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
2/55
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',.j'l
ffimfftr
TEMP.,
.F
950.
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1f50
1175
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1300
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-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
3/55
CAPj,
¡ LAS.:
ERRAilIENTAS,
EI'
lSIAIUBGISTA
77
indicadora
*.
.
J. .
lr
:
r.
¡ ..
Bulbo
lleno
Tubo capilar
protegidit'
:or
un
blinclajg
1,
': . ,
-l
r ¡g.r .zs¡stematérmicoi 'senci | |o :para.medi r la
temperalura
nduslrial.
Con'autorización
e P.J.O'
Higgins,"'Basic
nstrumentalion". cGraw-Hitl
ook
",
Company,
Nueva
York.'1966).
P:
,
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. . : - : . t ,
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. . .
j
.
';
¡
.1
ii,,,
La mayoría
de
las cintas
bimetáticas'utilizan
l
metal
llamado
Invar
como
uno
i,.'
Oe os elementos, ebido a.
su
bajó-coeficiente
e
expansión,
latón amarillo como
j;
el otro
elemento
metflicb
para
temperaturas
ajas,
o una
aleación
de
níquel
para
i
:
temperaturas
ltas. Ambos
e
pueden
usar en
el intervalo
de
-100'a
I 000oF,
son
i
muy
resistentes
virtualmenteno requieren
de mantenimientq.
Su
piincipal
desven'-
:',
'
taja es
que,
debido
a
que
es
necesrir¡o
ncerrar
el elemento
en un tubo
protector,
a
i'r*:,i.velocidad
e resouesta
uede
er menor
que
a
de otros
nstrumentos.
...
.:
i ,'1.d Termómetros or expans¡ónlquiüa , El restq el sistemá ecánicoe os
,.
'
instrumentgq
ara
medir
a.teripqglgra,,ya
ea
por
expansión.llquida.o
or
presión
de
gas
o
vapór,
consta de un,bulbo-.expiresto
Ia temperatura
gue
sq
va
?
medir
y
,
un
dispositivoexpansible,
gen'éralmente.
n
tubo
-Bourdon,
que hace
funcionar
una
i.,'.:
ug.uj" ndicadora
o
qn"
piuit" regisradora.
E,l
bi;ibo
y
el tubo
got¡rdon
están
onec-
'
::'
,u1ts
por
ún,tuuf
üpilü,
viru.lt"9ú;.;q
un
elemenio.a,l.coú
(fig.
1.2).
',
,
,.jl
.,
El
tef¡q{metip
poie¡iadsióniíquiáa
iiene
el
sistema-ntero
lenb.ón.un
líquido
I
'
orgiánico
decuado
con méicrriq..Los.cambioq.en
a
lgmperatura
el bulbohacen
'
qlgiánico
adecuado
o.con.méicrrig.,Los.gambioq,gn
a
lgmpgratura
del bulbo hacen
que
el
líquido se
expandao,contraigar
o cual
a su
vez.hace,que-
1tubo
Bourdon
:
'también
se
expanda o
contraiga:'
os cambios de temperatura
a
lo
largo del
tubo
r:¡i
.capilar
y
en.
a-
gaja
también
pig.dugirr{n
lguna
exputsión
y.
contryCción
el
líquido;
.,;l:
por
tanto, se requiere.algunaorma,tle.compensación..I-a
igura
1.3 muestra
un ter-
:.
.
mómetro
por
.expansión
íquida
totalmente
compensado,,mediante
n- sistema
dén-
i
tico, sin el bulbo, arregtadg.demanera
que
los moümientos
se
sustraigan anulen.
'' Algunosde los líquidosempleados.ylasemperaturas que se utilizanson:
I\iercurio
'
Alcohol
Pcntano
Crcosota
" :35
a
'*
93g;¡
r : :
: l l0
a
+
l6O"F
'+330
¿
i:';
65c¡
:'r
;
'
'
+2o
á
+
¡'oo;F
'
'
,
. . t r -
i
¡
:'
.
.
f.5
Termómetros
por'praslón
de
gas
o
Yapor En el
termómet¡o
por
presión
de
vapor, un
líquido
volátil-llena
parcialmenteel bulbo.
Diferentes emperaturas
el
bulbo
producen
variaciones
de
presión
correspondientes
en el
vapor
saturado
arriba
del
nivel líquido
en el bulbo., Estas
variaciones
de
presión' se
t¡ansmiten
al
tubo
Bourdon,.y
las
indicaciones,de
resión
actúan como
una medida.de a
temperatura
en el
bulbo. Mediante
una. adecuada
selecrión
de líquido
voláüI,
casi
cualquier
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
4/55
I8
INTROI}UCCIóI.I
A LA
METALURGIA
FISICA
Tubo
Bourdon
Tubo
cap¡lar
Tubo capilar'
compensador
auxiliar
Sistema
compensador
Fig.
1.3
Termómetro_por
expansión
¡fquida
total_
rlll?
:orp:nsado.
Tomada
et
ibro
,iárJer"rrr"
measurement,',
merican
ociety
or
Uetats,
ilSo¡.
temperatura
e
-
60-a
+
so'oF
tg
pJ.-d:J,.dir..Argunos
de
Ios
ríquidos
que
más
e
utilizan
son
cloruro
de
metilo,
éteri
alcohol
.tili;;"y;;lr;;o.' El termómetropor presiónde gases semejante
"t
á"
;;"r;;;
de
vapor,
excepto
ue
el
sistema
e
iena
con
un gas,
generalmente
itrógeno.
El
intervalo
de
temoera-
ura
¡nedido
por
el
termómetrópoipresián
de
gas
es
de
_200-l;dóü;""..-
Los
termómetros
on
sistema
"no't¡"nrn
principarmente
pricaciones
baja
tem_
eratura,
como
en
ra
erectrodepositación
e
metalós
y
uanos'Je
impieza,
desengra_
ado'
enfriamienro
or
agua
y
rernpera,"*:,*.T_"it.i,
y-i"r",Jrperaturas
bajo
cero
n
el
tratamiento
en
r¡i-o-d.
i"tu¡,i*
Értor
instrumentós
on
relauvamente
baratos,
ero
no
se
emprean
donde
se
requiere
una
reparació"
6iá;
o
una
exactitud
xcepcional.
1'6
Termómetro
de
resistencia
El principio
der
termómetro
de
resistencia
e
asa
en
el
incremento
e
la
resistencia
í¿rtri."
"on
"r
uunrr"io'¿.
ternperatura
e
'
un
conductor'
i
se
calibran
as
variacion.r.
"1.-f"i.üi"-r"tirt."cia
de
un
metat,
s posible
determinar
a
temperatura
al
medir
.u
.rrirt"nr¡"
"iáil;r.
El
resistor,
con
orma
de bobina,estámonüd" il;i .*it.*o cerradode un tubo protectory rásonexiones
e
hacen
legar
hasta
un
instrumento
decuado
.
..ái"¡á;;;;r/rr;;:
cias,
generalmente
n puente
de
Wheatsrone.
Los
resistores
e hacen
generarmente
;
cobre,_níquer
-o
pratino.
El
níquer
y
er
obre
son
más
apropiados
[ara
temperaturas
9:
t
sj
á soo.ñ,
."
ranto
que
er
pra-
ino
puede
emplearse
ntri.
-
350
y
+
I
r00oF.
EI
termbme*o
de
resistencia
es
muy
exacto
y
de
gran
importanciá
en
el
laborator¡o;
io-.*bargo,,Jft.;
ción
en
la
industria
"irimitad",
porqu"-*
tr¿Álil
i.guilü^ir',n*r,o
cuidado
en
u
manejo.
1'7
Pirómetro
termoetéctríco
Este
es
er
método
que
rnás
se
emprea
n
traba_
i::.¿:
metalurgia-para
medir
y
controrar
emperaturas;
uneiona
en
forma
satis-
actoria
hasta
3
000oF
aproximadamente.
'
¡u¡¡E¡v¡¡q
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
5/55
qAP. 1. LAS
HERRAMIENTAS
EL
METALURGISTA
9
Elpirómetro
termoeléctrico
encillo,
mostrado
en
la figura
l'4,
consta
de
las
uni-
dades
siguientes:
t
Eí
termopar,
compuesto
de
{o¡.megles
o
aleaciones
iferentes'
2
EI
bloque
de
eÁíames,
situádo
ceica'y
fuera
del
horno'
' '
i
lot
"ibl"t
de
extensión,
Y
4
El
ínsrrumento
índícador
o
de
regis-tro'
.
El
funcionamiento
e
este
pirómetro.se
asa
en
dos
principios:
Efecto peltier Si Oosaiam|res
metálicos
diferer{tes
e
ponen
en
contacto
eléc-
trico,
habrá
una
fem
"
ti*t.
á"fu
plllu de contacto. a-magrritudde la fem des-
arrollada
e
deternrina
oi
i.
"o*poiición
química.
.e
os
alamb¡es
la
temperatura
de
la
punta
de
unión.
Efecto
Thomson
s
hay
una
diferencia
e
temperatura
ntre
os
extremos
e
un
alambre
homogéneo
riiéo,
existirá-una
em
entie
los
extremos
de
dicho'alambre'
La
magnitud
¿"
fu
f..-á ;;.ii"d;
qu.¿utá-
á.t.iminada
^po-r
a
cornposición'
a
loifo.tíi¿uA
química
del
alambre
y.la
diferencia
e
temperatura'
por
tanto,
a
fem
total
en
un
iirómetro
termoeléctiico,
lgunas
veces
lámada
electo
seebec&,
s
n'|"n.,"'"rgÁáü
d"
cuutro
fem:
doi
rem
¿¿
Peltier
en
las
uniones_caliente
fría;.jo.
i&
de
Thomson
a
io
largo
9. T9,U
alanibre'
:
La
unión
rriu
o
uniO'r,
"
r"i"t*.¡;;;b.
mantenerse
temPeratüra
constante'
a
cual
es
generalment.'0;C;
¡i;f.
En
el
instrumento
ndicador,
jsto
se
hace
gene-
ralmente
por medio
¿.
uno
bobina
¿"
"olnp.ntu.ion
¿"
la
unión
fría
que cambia
su resistenciuon lur"ñul;;;;;t
""
la tedperaturaambiental,manteniendo iem-
;;";i'i;;il;;;
¡
¡i;r.lil"-,1"rá'
iría
o unión
e
eferencia
e
mantiene
tem-
peratura constanre,
";;.;
i"
t.*
medida
en
el
ciicuito
del
pirómetro
será
una
función
definida
d. ü';;;wru,*u
¿.
ru
unián
"uti"nt"'
Mediante
una
calibración
adecuada,
s
posible
"t.r,|,inu,
una
relacién
"u"tu
entre
a
fem
desarrollada
la
t.tp.iutúo
áal
de
la
unión
caliente
tabla
1'2)'
.
Otra
ley termoeléctrica
til
establece.
"" ti
sá
introduce
un
tercer
metal
en
el
circuito, a fem
totul
¿.ilirÑto-no
t.tá
afectada
si
la
temperatura
de
ese
metal
es
unifornre
obre
oda
su
longitud.
Cables
de
extensión
Termopar
+.
lnslrunrenlo
indicador
Bloc
em F
ue de
almes
UniÓn
rí a
Fig.
1.4
Pirómetro
ermoeléctrico
encillo.
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
6/55
J
rNfRoDucctóI
t.A
'rF-fALqngrA
FLc.+;i
TEMP
. . "F
PT
+
IO%
RH
contre ..
platino
'
cromel
'',
ii
i
contra
.:..
alumel
bicrro
'
,
'
cont¡i¡'
lbonshnrán'
cobre'
'contra.'
.
.constantán',
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'
¡
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2000
'
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22AO
2300
2400
2500
2600
2700
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2900'
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'li
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Q.o
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.6.09.
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'10.57'r,
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15.18
."17.53
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.19.89. ,
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'26.98
''
29.92
'
31.65
1
:.
i ' . . ,
33.93.
'36.19
38.43
40.62
'42.78-
:
¿4.9t'
47.00',.1
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51.05
53.0r
'I
ilt9?
o'9
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4.9r
7.*
11.03
11-12'
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23-3¿
ry.4
29.52
3L72
SAOl
39.¿|¡}
4L96
45.53
50.05
.
con
autorización
e P.'H,
Dikc,
"Thcrr¡oelcctric
Thcrooary',
P'
82'
Iieds
and
Northrup
c.ñp*v,
is¿,'
,
"Et
propósito
de
los
cables
de
extensión
es
mover
la
unión
de
referenci4
a
un
Punto
donde
a
temperatura
no
variará.
Los
alambres
del
ennopar
no
suelen
ser
suñcien-
temente largos ni se-fraUan "" "i'l"do' como Para aooectarse
en
fonna
directa
al
instrumento.
l-os
caUiil-de
extensión
por lo
geaerat
e*án hechos del misnro mate-
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
7/55
cnÉ.'
.:'LAs
¡ehnAü¡enrAs
Eü
METIluRc¡srl
21
rial
que
os
alambres
el
ermopal
,.1e
olocal-en.In
.4Pl9.g"bti
"i
$
1] -b1t
,
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egún-
i codigo
e,-color,'paia.
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mantinerlas
temperaturhs'
onstantes'
'
:'
"'
i, '
i.i'iü'árcirté¡;;;;
üráp"i^
En teoría,
dos
alambres
metálicos
istintos
es-
#"ü.á"'riá-i.[-.¡;;áo
ñiV
un"
dife¡engia-de
empeialu.lo
ngt,
tt
:']::S:
": unión;sinemb:aigo,esde l puntodevista'dea industria' ÓIo nas'cuantasomDr-
,,
naciones
eütilizan
ealmente
ara
ermopares.
stas
se
scoei:ron.qobre
Jo-$o
qt,
o
]'
ffi:icididrn."rei
l"q
costo^razolabte,:éstabilidad
el
"-.,Ti^d:_ff::l*9:::iu
''
:
ie
la
curva"temperatura-tem;
punlos
de'fusión
mayores
l.:,I1-l",IP."t:Yi^9:-*
.,
;;
";áir;
niiritn.r
rnut"¡átt¿n
a
combinación
iempre
3econecta
la
terminal
'
Cromel-alumel
El cromel
90Vo deníqúel,
0%o
de cromg]
en
oposición
l alumel
i
(glE"
¿"
níquel,
%
d;
Á;"san-eso'
Zio
de
aluminio
v
rv::
de
::l:.12-."i ]:i^9:
las combinacion"r
na"r,¡¿.f"*-rrrá.
mpliamente
tilizadas;
ie49.-un1
curva
de.cali-
,
bración
bastanre
ineal
y
bugr.ra're.qiglencia
la
o"H?gi9li.a{9más,
es
mas,'uil
en
el
intervalo
e
1200
á2200"F.
" '
:
i
- .
. ' ' . ;
,
'
j
' j ' : '
Hierro-constantán,
El'constantán
es
una
aleación
que 'cgn1iene
4%
de,
cob¡e
;
Ali"
l" niqu.r,
apr.q¡ipgdamente'
Esta.9"trbl.1r1.tJél..lgiCt
tilizarse
n
eI
¡nter-
, .valo de 300" iffi;fftiá* *in"rparer"entajá"on'*o*p"tátiv"menteubajo
::.:costo,altaenergíaterinoeléctriiaya^daptabilidadaatmógferasdiferente¡:
Cobre-constantái
i;';i;;;;¿l
d".
"otirtuotán'
empleada
on cob¡e
difie¡e
ligera-
.
"
;;i;
á"
i"
"tifir"¿a
con
hierro
y,poAtia
dóntener.péqueñal.c.aptidades
e langa-
i:.,
;;r;
y
hi"rro.
grru
"oÁUioacióniimás
adecqada
al1^mediciones
bajas
emPe-
'
raturas,
,urtu
¿"
:
+á-óáF.
r*itt
superior
es
de
60ooF,
"pto."]111it-tll":-
Las
combinaciones.anteriores.se.'conocen
omo
ermopares
asados
n
rnelal
, :
f ¡"*
¿.
* ia t ¡ t i : : ' "-
f - : - ' ' ' i i ¡ '
: r i i ' l : : . ' " .
j ' l : . :
' '
"
' '
r ;
- :
i
; " ' "
j
l-,
platino,
platino'iodi
o
al
lyVo
Este
es
un
termopar
de
"metal
noble"'
Se
utiliza
¡:
;;;;
;ái.
ü;p.;;tqr-
a.:*rqflSdg
ultlt
,".1
Lo:^,t'Tl tll1
,"^.P,?::_l:j":?t.I
i,.,.
en
casos
"rr.,qu"--it;ddiucion;¡'b
oS
pirómétroé
pricos;lo'son
satisfactorios.
i
se
l.
"mptea
ontinuamen,",
"t
adecuado-en
l
intervalo
de 32
a 3 000oF,
ero
se
dete-
i,r.,,
rioia
rápidamente
n
und
atmósfera
eductora'
r, '
br:;;;;;ttl^,o"r""n
conjuntamenteem-anerauidadosanasdos
ryett1|.
o,f-
gunas
veces
se
oo"i-poir"s
eitremos,
y
se sueldan
para formar
una
cabeza
edon-
,
áeada
uniforme
(frg.
l.5a)
Los
alambres
dei ier-opar
deben
estar
en
contacto
eléctrico
sólo en
la unión
ca-
r
liente,
ya
que
el
"ont..to
en
cualquier-otro
punto
generalmente
esultará
en
uliá
fem
medida
demasiado
"¡á.
Los
dos
alambres-
stán-aislados
ntre sí
por
pequeños
cilin-
::'
dros
de
porcelana
tubos
de cerámica
fig'
1'5b)'
'
:
'
i,
En
la mayoría
de
los
casos,
os
termopares-
e
encuentran
en
tubos
protectores'
i,,
qu"
p""Orn í.,
á" c.t¿.ica
o
metálicos.
bl
tubo
protege.
l termopar
contra
daños
,
'
mecánicos or"ui"*
t"
contaminación
de
los
materiales
del
termopar
por.la atmós-
i
,,
iü;;ñJtil.
H;t
áisponible
una
variedad
dé
tubos
protectores
metálicos,
ales
,
como hierro
tot¡Jó o
lii"tto.fundido
(hasta 13oooF),
hierro,con-14
po-rciento
,'
ü:;r;l;;;ü-i
SOOeFl,
hierro
con
28
porciento
de
cromo
o nicromel
(hasta
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
8/55
b
f]
f :
ti
]J
It
lll
ti
:¡;
1:
INTRODUCCIóN
LA
METALURGIA ISICA
Fig. 1.5
'al
Ejemplos
de
termopares
adecuada
menle soldados.b/ Diferentes ipos de separadores
de
porcelana.
(Leeds
& Northrup
Company.)
2 000oF).
Por
encima
de
2 00ooF
los
tubos
de
protección
que
se usan
son
los
de
porcelana
los
de
carburo
de
silicio.
1.9 Medición
de
la fem
-
L."
tgtptratura
de
Ia
unión
catiente
se determina
al
i
medir
la
fem
generada-
n
el
ciicuito.
Un
potenciómetro
s
uno
de los
instrumentos
i,
más
exactos ara
medir
fem
pequeñas.
i:
Básicamente,
a
fem.desarrollada
or
un termopar
es balanceada
ontra
una
fem
ii
conocida
medidaen
términos
de eite
patrón.
Lá
escata
el
alambre
"u*o.
f*u"
¡j ,
alibrarse
en
milivolts
o
directamente
n
temperatura.
n
este
último
caso,
el ins-
ii
gum:nlo
se
debe
emplear
sólo
con el tipo
de
termtrpar
para
el
cual
esrá
calibrado.
fi
Esta nformacióngeneralmente
e halla
mpresa
en
ei
cuád.anre
el
instrumento.
ii
i:
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
9/55
{
* . :
i:i
11
Í .
I
¡ : . . .
I¡
,F
#'
'i :
i::
¡.i
ii '
ai .
'Í
i
t
fl
'.i.
.
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ii
í1
F;
¡.{
ii
f;
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l.:
[:
t.
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I
.
[*
'.
f . . ' .
r
I '
¡ .
. .
li
i
ji .
I . :
: " .
tl
_'
l r .
,.
.
CAP. 1.
LAS
HEBRAMIENTAS
EL
METALURGISTA
29
:;
Ld,figura'1.6
müestra
n circu¡to
encillo e un
potenciómetro
e
indicación
i-
recta.
a corriente e
a.
celda ecapasa
por un
circuito
principal,
que
consta
e un
.alambre'cursor'y
na esistenciÍijustabte
. El
alambre
ursor
AB es de
resiiten-
cia
uniforme
se
puede
lasificar
n un número gual
de
divisiones.
on
la polari-
"
dad
de Ia celda eca
omose muestra,
ay
una
caída
de potencial
lo largo del
,
alambre
ursorde A a
B, cuyá
magnitud epende
e la
corriente ue
pasa
por él
desde
a celda eca.
omoel
alambie
cursor
iene esistencia
niforme,
ray
aenti-
,cascaídasde potenciala travésde cada divisién. A fin de'estandarizara caída
entre
A
B
para
corresponder
las
marcas ijadasen
el disco ndicador,
en
el
cir-
cuito sé
conecta
úna celda estándar
de
üoltaje
ijo
y
conocido,
moviendo
el
inte-
rruptór
a
la
posición
e
a celdaestándar
C.
E
).
Nótese
que
a
polaridad
de
a cel-
da
estándar.es
al que
la corriente
que
fluye de
ella se opone
a
la
que
fluye
de la
gelda
seca.
La.'resistencia
se a;iusta e tal modo
que
estas orrientes
engan gual
intensidad,
on el
resultado eto
de
que
no hay iorriente que
fluye por
el circuito
'comg
lo
indica Ia
no
deflexión
del
galvanómétro.
sí, el-circuiio
éstá
estandari-
zado
de
modo-
ue
a caída
de
potencial
travésde cadadivisión
del
alambre
cursor
corresponde
una
cantidaddefinida
de milivolts.
Cuando e
mide a fem
del termopar,
e
reemplaza
a celda
estándar n el circúito
moviendo
l
interruptor
a
la posición
ermopar
(P.T.).
El
termoparse
debe
conec-
'
tdr
adecuadamente
e modo
que
a corriente
que
fluye de
ahí
se
opongaal
flujo
de
corriente e la celdaseca.El circuitose balancea o por ajustede la resistencia ,
sinopor
ajuste
de la resistenciae a
porción
del
alam-bre ursorcontenida n el
cir-
cuito
del termopar.
Para
hacer esteajuste,se
gira
el disco
ndicador hasta
que
la
;
Iectura
el
galvanómetro
eacero. En estemomento,
a
caída
de
potencial
a
través
'
del
alambre
cursorhastael punto de
contactoes
igual
a la fem del
termopar
y
en
lá
escala
el alambre
cursorse
pueden
eer directamente
milivolts.
Una
vez
que
se
consulta
una tabla
de calibración
adecuada, omo'la
tabla
1.2,
para
el
termopar
en
úso
se puede
hacer
a conversión
e
milivotts
a
temperatura,
leer
directamente
en
temperatura
¡ el
discoes calibiadode
esa
manera.
Alambre
cursor
Galvanómetro
Termopar
Flg. 1.6 Circui to
indicación
directa.
senci l lo de
(Leeds
&
un polenciómelrode
Norlhrup
Company.)
+' -
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
10/55
f f ipi :ql i '
24,
INTBODUCCIóN
LA:METALUFGIA
ISICA':i
r:-j'n'*'i
donde
W
:
npidez
de
emisión
de
la
energía
de un
cuerpo
negro
'
:..
-
'
.
K
=
constante
de
proporcionalidad
:'
'
| -
temperatura
absoluta
del
cuerpo
negro
..
,
I
'''
Lá
temperatura
aparente
medida
en
los
máteiiales
-qle
lo
sean
un
cuerpo-négro
será
siempre
menor
que
a
temperatura
eal.
Esto
se
dé6erá
a la
emisividad
del
mate-
.,
rial,
la
cual
se
d"ñ"T;;;'i:;^ró;-i;la
rapidez
de
emisión
de
energía
adiante
del materialqueno es un cuerponegro ul^tir¡n de emis ón
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
11/55
c¡p.
r.
üdl
nrnnÁuleNrAs
DÉt
itErALuRGlsrA
2t
"
" : i "
l ' .
.
. . , . : : -
Por anto;uniiúezcónocida
-tmisividad
o¡al
del
material'
a
ten
porelpirómetro.edil:;ffffi#tñu:l{*^"¡1*:"ti'r" 'e¿ absoluta'isma
ñ;
i;;;
;i
fito'n"i.o
bajo
conáiciones
e
cuerpo
nesro'
'
La
ñgura
1.7
muestra
na
sección
unru"iJ'J"
uñ
prlonngtro
e
radiaóión
po
.
espejol
d
radiación
liofjiü
nii"
I
través
de a
venlaiia
A,al
espejo
B
y
es
en-
focada
para
ormar
;1"#"g9"'
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
12/55
26 INTRODUCCIÓN
tA METALURGIA
¡SICA
I
Fig. 1.7 Pirómetro
e radiación
¡poespejo.
Leeds
& Northrup
ompany.)
como se muestra
"n
'1"
ñrur"
I.8ó,
la
caja de
controt
contiene as partes
princi-
pales
del circuitode
medición,
as
cuales ncluyen
celdassecas ue proporcionan
a
corriente ara
luminar
a
lámpara,
un
reóstato
R
para
ajustar
a corriente
del fila-
mento,
y
un
alambre
ursor del
potenciómetro
on su
correspondienteelda
están-
dar
y
un
galvanómetro
ara
medir
de maneraprecisa
a
corriente el filamento.
Esta
corriente
e ajusta
en forma
manual,dando
vuelta
a R, hasta
que
el
filamento
ad-
quiere
un brillo
igual al de la imagendel objeto observado hasta.que l filamentoparece esaparecerfig. l.8c). Luego se
obtieneun
balance
exactci l dar
vuelta
a
P' hasta
que
a lectura
del
galvanómetro
eacero.
Una
escalaacopladaal
contacto
del
potenciómetro
indica
Ia
temperatura irectamente.
El intervalo
de
temperatura
el
pirómetro
óptico descrito
es
de
I 400
a unos
2 400oF. Este
ímite
superior
se debe anto
al
peligio
de detcrioro
del
ñlamento
a
temperaturas ayores,
omo
al efectodeslumUrádoi
obre
et
ojo humano
del
brillo
a temperaturaslevadas.
l
intervalode
temperatura uede
extenderse valores
ma-
yores
.mediante
na
pantalla
de absorción
entre
el
lente
objetivo
y
el fiIamento,
permitiendo
sí
que
los
brillos puedan
gualarse
menores
emperaturas
el fila-
mento.
Entonces,
l
pirómetro
puede
calibrarse ara
el
intervalo
de
mayor tempera-
tura usando
as
menores
emperaturas
el
filamento.
De
estemodo,
mediante iver-
sas
pantallas
e absorción,
l
límite
superiordel
pirómctro
óptico
puede
extenderse
hasta
0 000'F
o más.
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
13/55
cAp.
1. LAS HERRAMTENTASEL
METALURGTSTA 7
Algunas
ventajas
de
los
pirómetros
ópticos
y
de radiación
son:
:
l. Medición
de temperaturas ltas,
3.
Medición de cuerpos n movimiento
pequeños.
4. Ninguna
parte del
instrumento
stá expuesta los efectos
estructivos el ca-
lentamiento.
Las
principales esventajason:
. ' . .
,'
l.
Errores cometidos
orque a
igualación
otonrétrica
s
cgestión e criterio,
:;2.,
Errores introducidoq
or
humo
o
gases
existentes
ntre el
observador
la
fuente,
.;
, : ' . "
3.
Incertidumbre especto'al
grado
de
diferencia alejamiento e las
condicio-
introducción
La Metalografía
Microscopía studia
microscópicamente
as
structuralese un metalo de una aleación. in duda, el nricroscopio
herramienta
más importante
del
metalurg¡sta
anto desde
el
punto
de
vista
Ol @¡iltoo
da
l.
P¡nldla
cmól.do¡¡
\
J
umaan
r
Rroabto
pr.a
lr
@.ricnl
dél
t¡ll'mlo
E 6b dt lamtsratoaa
¡ ú¡EE¡@
o.fvmómro
P)
-ár-fri-
-T==:
C ld.
,.
lñlürúplor an-
¡l t'l*coPio
ó,
D¡.om
d.r
¿i.curto
t.e
Pirómetro
ópt¡co
tipo
de
l¡lamento
que
/
Telescopio:b/
diagrama
del circui-
c)
aspecto
del
f i lamenlo.
(Leeds
&
Northrup
r-t-i
.k¡urúl|..¡mtr
L__+_J
Fllahoolo dad.riadc oacuo
W
ll.mb
aLn¡riado tibnta
@*bP
i
s-"*-
.
k)\\\)\\\I
F¡ID
rr. ddr¡o
pa6
coloa
rolo
a,
Aarelo
dd
l¡lrmrnto
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
14/55
30
TNTRODUCCTóN
LA MFTALUR9fA-
fSt"C,¡
La figura
l.l0á
muestra a,superficie
después
el pulido
intermedio
con
lij
4/O.
Por
lo
general,
as.operaciones
e pulido
intermedio
on
lijas
de esm
hacen
en
seco;sin
embargo,
n.'ciertos
aios,
como
el de'preparación
e
mate
suaves,
e puede'usar
un.abrasivo
de carburo
de
silicio.
Comparado
on
el
p
esmeril,
el
carburo
de
silicio tiene
mayor
rapidez
de
remoción
y,
conto
su
u.u
es
a base
de
resina,
se
puede
utilizar con
urr
lubricante,
et
cül impide
el
'ó
calentamiento
e la
muestra,
minimiza
el daño
cuando
os
metalei
son bla
y
también proporciona
una
acción de
enjuaguepara
impiar
los productos
emo
de|asuperf iciedeIamuestra,demodoqueeipapel ;oseensucie.
1.18
Pulido
fino
El
tiempo
urilizadoy
el
éxito
del púlido
fino
dependen
n
cho
del cuidado
puesto
{-urápq
los
pasoi
de
pulido
právio.
La
última
aproxim
3.una-superficie
lana
librsde
rayaduras
e
obtienb
mediante
una
ruáda gira
húr.neda
ubierta
con
un paño
espécial
cargado
con pártículas
abrasivas
"ui-du
ente
seleccionadas
n
su
tamaño.
Existej
gran
disponibilidad
e
,abrasivos
efectuar
l
último
pulido.
En
tantoque
muchos
harán
un
trabaio
satisfactorio.
a
haber
prefercncia
or
la
forma gamma
der
óxido
de
aluminiopara
pulir
-;ó;i"
errosos
de
los
basados
¡
_cobre,
óxido
de
ceriopara
pulii
aruriinio,
mag
y
sus
aleaciones.
tros-
abrasivos
ara
pulido
final que
se enrplean
menudo
so
pasta
de
dianrante,
xido
de
cromo
y
óxido
de
magnesio.
'
La
sclección
e un
paño
para
purir depende
er
áateriat
que
vaya
a
purirse
propósitodel estudio..nretalográfióq.e pue{9n encontrarpanosde laniíia o pr
variable,
desde
aguellos
ue
no tienen-pelillo
como
a seda¡
trasta
aquett
pelillo-intermedio
como
paño
ancho,
paiio
de
uiltary
lonilta)
además
e
aqu
de.pelillo
rofundo
como
el
tercioperó).
ambién
e
pueden'enconrrar
";il
téticos
arapulir
con
fines¡le
ulido,ecneral,
e
loscuaíes
l
camal y
cl
Microp
son
los
que
se utilizan
más
ampliamente.
Una
muestra
putida
en forma
adec
mostrará
nicanrente
as
nctusiones
o
mctálicas;
demái,
stará
ibre
de
rayad
(f ig. l . l0c).
1'19
Ataque..El
propósito
el ataque uímico
es
hacervisibles
as
caracter
estructuralcs
el
nletal
o.aleación.
El
proceso
ebe
ser
tat
que
queden
laram
diferenciadas
as
partes
de
la
microestiuctura.
Esto
sc
logra
rnediante
n reac
apropiado
uc
sometc
la superficie
utida
a
una
acción
uímica.En las aleacionesonrpuestasc closo más ases,as
componentes
e
rev
durantc
a
accitín
uínricá.
l
atacarprcferencialntcnte,
l
reactirror
una
o
m
:T
eslal
corstituyentes
ebido
a
la difLrencia
en
conrposición uímica
¿e
las
fa
(fig'
I 'l
la)'
En.
as
aleaciones
niformcs
lc
una
rolu'rosc
o-rltales
puros,
se
tiene
contraste
las
fronteras
c
grano
se
hacen
visibles
lebido
las
diferencia
la-rapidez
gue
os
divcrsos ranós
on
aracados
or
er
r.u"tiuo-(fig.l.rüi: 'i l;
diferencia
n.la
rapidez
e
ataque
estáasociada
rincipalm.ot..on
el ángulo
q
guardan
as
diferentcs
ecciones
e grano
con
el plano
oó
la
suferncie
pulidal
Deb
1lj3?::^:":::"
por
el
reactivd
dc .taque,
tas
fronterar',r"
iuIo'ñ;;IJJ;
:?:ro,yur.r
cn
ra
superficie
ulida.
Ar
chocar
con
la
oriila
de
estos
va¡Ls,
ra
(lel
nlrcroscopio
c
rcflejará
ucra
def
nricroscopio,
aciendo
que
las
fronteras
grano
aparezcan
omo
líneas
oscuras. stosc inuestra n la fig. t.l lc. La seción dcl reactivode atagueestá
detern¡ina
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
15/55
,,i
Í
;l
:I
ri
¡
,. i i
t
:i
::l
i;
i¡
€
i
ll
i
t
I
j
t'
i
l - ' - -
CAP.
1. LAS
HEBRAMIENTAS
EL
METALURGISTA
31
Flg.
1.10
a/ Superf iciede la muestra después del
'
.
esmerilado
burdo, amplif icación 100x.
bJ Superf i-
'
cie
de
la muestradespués del
pulido
intermedioen
'1
.papel
4/O,
amplif icación
100x.
c)
Superf icie
de
la
muestrasin rayaduras espués del pulido f inal, am-
:
pl¡f¡cac¡ón
50x.
Los
punlos
negros
son impurezas
de
óxído.
':
1.20
Microscopios
metalúrg¡cos
En
este
punto
es
apropiadoanalizar breve-
mente
os principios
del microscopiometalúrgico. n
comparación
on
uno dc
tipo
biológico,
l
microscopio
metalúrgico ifiereen a
manera
en
que
a
muestra
s lumi-
'
nada.
Como
una muestra
metalográfica s opacaa
la luz,
la
misma
debe
ser ilu-
minada
por
luz
reflcjada.Como se
ve
en la figura
1.12,
un haz dé luz horizontal
de
alguna
uente
de
luz es reflejado,
por
medio
de
un reflecto¡
de vidrio
plano, hacia
abajo
a
través
del
objetivo del
microscopio
sobre
la superficie
de la muestra.
Un
.
Poco
de
esta
uz
incidente eflejada
desde a superficie
e la
muestra
e amplificará
.' al
pasar
a través
el
sistbma
nflrior de lentes,
l
objetivo,
y
continuará
hacii
arriba
'-
a
havés
del'reflector
e
vidrio
plano;
luego,una vel
más o
amplificará
e[
sistema
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
16/55
4FF"
Frontera-de
rano
FE:
.1r
.
,
_.l,ol?:i'j:t,':l'i"j""r.
,
li#iH3r'T
comPosición
ulmlca
o(
ü:üñ;;;
irtó.
On"
tnlernational
Nickel
compa'
iiv.ilf ir".tt"tion d"t aspectomicroscópi.co e las
'fronleras
de
grano
que
áparecen
omo.llneas
'.os-
. : '
UñaS.
-'
'
¡r '
\
"
det
objetivo
Y
de
''suDerior
de
lentes,
ell
ocular'
Et
4"1
de
amplificación
nicial
oiuta,
esrá
generalm;"ir;;;";;
án
la
basé
J"
í"
Itntt.
Cuando
se
utiliza
una
comD
nación
articular
"'ii¡Éi¡"'
;;"'1";t;"";;sii;
;"f''"a3
de
ubo'
a
amp
ñcación
otal
es
igual
al
producto
de
las
"-pini""¡"nes
del
objetivo
y del'ocula
La
figura
.l3a.muestra
itn
microscopio
metilúrgco
de
mesa'
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
17/55
:
. . :
CAP.
1.,LAS
HERRA¡IIIENTAS-OEL
ETAIURGISTA
33
. . : l . i : "1
¿.
ti
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.
. " . . :
i¡
,'
:1 .
'
'.
'
".
r ' . i
i
lmagen
de
la
retina'(venical
sin
Córnea
Entrada
d
la
PuPiia
Ocular
huYgeniano
lmagen
primaria
real
del
ob¡eto
D¡afragma
el
ocular-
i:':'.
Flg. 1.12
lluslración.
el
principio del
.microscodo
iir;r''
tliurlrgi"o:
"o.puesio
y
'la
traza
de
.iós
ra.y9:.'a
(:
construida
por
el obiet ivo
y
la
lente
\
para
prolundidad de
camPo.
en.
el
\\ il;;"';;;;;ü;fl;;
¿"t'Lii'iut¡no
\
\.
o dentro
de
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Haz
de
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de
alguna-fuente
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óptico
desde
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virtual.
(Con autoiizaciÓn
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G. L. 'Kehl,
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metallographic
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Book
Gompany'
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focal
\
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del
obielivo----*
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virtual
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
18/55
34 IilTRODUCCtót{
A LA ilETAtURGtA
FISTCA
TABL,I .t
Reactivos
e
alaque
para
examen
microscóplco'
i
¡
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I
I
il
¡i
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l
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"-
,.
.
tJ
t
Rcactivo de ataque
Composición
Acido
nítrico
(nital)
Acido nítrico blanco
I-5
ml
alcohol
metllico o etíIico
(98% o absoluto)
(También
alcohol
amílico
100 ml
Acido
pícrico
(picral)
Acido
pícrico
4
e
etil o alcohol
de
metilo
(95%
o
absoluto)
lOQ
rnl
Cloruro férrico
y
ácido hidroclórico
Cloruro
férrico
Acido
hidroclórico
Agua
5s
50
ml
100 ml
Hidróxido
de amonio
y peróxido
de bidrógeno
Hidróxido
de
amonio
5
partes
Agua
5
partes
Peróxido
de
hidrógeno
2-5
partes
Persulfatode a¡nonio
Persulfato
dc
amonio
Agua
loe
90 ml
Rcactivo
de
Palmerton
óxido crómico
200
g
Sulfato
de
sodio
15
g
Agr ia
l000.ml
Molibdato de amoaio
Acido
molíbdico
(85Vo)
100
g
Hidróxido
de
amonio
gr.
esp.0.9)
I40 ml
Agua
740
ml
Filtrar
y
añadir
al ácido
nítrico
(gr.
esp.
1.32)
6O
ml
Acido hidrofluórico
Acido
hidrofluórico
0.5
ml
(conc)
H¡o
99.5 ml
I
Dc
"Melals handbook",
1948,
American Society
or
Metals, Metals
park,
Ohio.
t*
;
I
t,
¡..-\
t
I
il
l - .-
r
Í
it'
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
19/55
t7
ii
CAP.
1. LAS
HERRAMIENTAS
EL
TIIETALuRGISTA
5
TABLA
f.3
(Cont¡nuac¡ón).
zn
Usos
Observaciones
En aceros
al
carbón:
a)
para
oscure€er perlita
y
dar
contraste
entre
colonias
de
perlita, ó) para revelar
fronteras
dc
perlita,
c)
para
diferenciar
la
ferríta
de
la
martensita
La
rapidez
de
ataque
aumenta;
la selectividad
disminuye y
se
incrementan
tos
porcentajes
de HNO". El reactivo.2
(ácido
pícrico)
.
generalmente
es
superior.
El
tiempo
de
alaque
es de
unos
cuantos
segundos
a
uh
minuto,
Para
todos
los
grados
de
aceros
al carbón
¡ecocidos,
normalizados,
templados
y
revenidos,
esferoidizados,
austenizados.
Para
todos
los
aceros
de
baja
aleación
atacados
por
este
reactivo
Ocasionalmentc
rítiles
para
soluciones
más
diluidas,
No revela
las
fronteras
de
grano
de
ferrita
tan
fácilmente
como el
n¡tal.
Tiempo
de
ataque
de
unos
cuantos
segundos
a
un
minuto
o más,
Aceros
austeníticos
al
níquel
y
aceros
inoxidables.
Ceneralmente
empleado para
cobre
y
muchas
de
sus
aleaciones
El contenido
de
pcróxido
varla
directamente
con el
contenido
de
cobre de
la
aleación
que
será atacada.
Inmersión
o
frotamiento
por
casi
un
minuto.
Usar
peróxido
fresco
para
buenos resultados
Cobre,
latón,
bronce,
plata,
níquel,
bronce
alumínico
Utilizarlo
frío
o
hirviendo;
inmersión
Reactivo general
para
zinc
y
sus
al.eaciones
Inmersión
con
agitación
moderada
Ataque rápido para plomo y
sus
aleaciones;
muy
apropiado
para
refnover
la
capa
gruesa
de
metal
trabajado
Frotar la muestra y lavar
bajo
chorro
de
agua
de
manera
alternada
Examen
microscópico general
para
aluminio
y
sus aleaciones
Frotar
con algodón
suave
por
15 s
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
20/55
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3s
¡tffnODUCClóÑ
t'¡
IETALURGIA:F¡slCA
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1.r¿i'":
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, id. . , .
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.
,
i¿ l
, : . . .
. . . . . - - ^^ ¡ i Mot.
Flg.
1'13
a)
Microscctrr¡D
inetalúrgico'
b)
Meta-
rogJSto
ipo
banco'
tt:
&
Lom '
:n"'
,'
^''.
-.^:-
el
microscop
::
:
:
i
ss
fueüe
de
cámara
obre
el
gcula'r
'tllul
'Es
posible
olt¡"
"'.L"u:-9";:i*Ti
';'ffi"h;;;*"
tp"
banco
e
a
fig
ru:riir:g#:iitin$::'¿*:'*:x-1lr*
nente
de
esrrucrur*
fieIáñcas
po,
"rfiil;^toiogten"ot'
dará
fotomicrog
ü;.;;t;"üdad
v
prccisión'
-
.
-
'
es
de
unos.2
0
,
L-a
amplificu"ioo-Jái
¡uténi¿"
1on"el
microscopio
ptico
La
limitación
r-$É'üi."Ñ¿
d"
ó;U'd;i"
iü-uiiiur"'
la
cual
imita
a
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e
los
o""ffn""l.
gJ
t"
*:,t:;;;;"r"'gt49tu.t
La:
amplifi
ación
seraumenta¿un .;;;uil"ái¿u -"on "t-uii
ü"
i"ii*iO"
de
loneiiud
de
onda
nor.
al
como
radi¡cíóo
ultravioleta,p"ro"fu-ietni"aParaprepirar la muest
más
omPlicada'
El
maygr-
vancr
a
:i
q'ode1d:
"j^"]":'Un
o
obtuvo
el
microscopio
lectr
Én
cierras
"ir"onrrriáo-
ios
electron*,
J
"rii
i"ro"iaua
-se
comDolan
com
de
ongitud
e
o"auffif¡:a^;tgd';;ñ""s
tiene
a'socjada
na
ongit
onda
proxima¿ao-#.-
0o
0o
""",
Jnl?'il;"P
qqlTiri:
r"Jtfua;
visible,
incrementai''t-t""ul¿t"ul"mente
el
poder
de
resolucl
'"i'i'"iiJ"ffi
H"=lí,li,x;*:ff
fJ'fr
i:lTJ;'.*,ii':
;:'f"tiU'i"'f*#---t':H'll'"':,,;{,;"'"'ni"a r"11':1"o
' 'trones.El sistema*.s?'ito
debe.
manteÉti;'l
in
alto'vacío'
ya
que
de
otro
, ."üj*','"',.'l:ig*.s"'Jli"ft1,'.:#li#,r::*:.T
i:"
fl*;f;J
*ffin;:iT:if
_,r:ff
;
n;;
Err
r
microscóp
p
imagen
es
enfoca¿¿=á
o-ui"'
la
stparación
de
las
lentes'
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
21/55
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1. '
CAP.
1.
LAS..HEFRAMIEI'ITAS.DEl¡
EJALUFQISTA
37
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l : " i i :
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' : . t ¡ : : ; ' r : .
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l4ic19sse9 o
ópl[co
Fuónte
e
iluminación
é
Urp"rt
átodo
edr-=
(Magnético)
lmagen
^---(Pantalla
Yisora¡'
lbl
Flg.
1.14
a) Microscopio
electrÓnico.
) Similitu-
del
entre
el microscopio
óptico
y
el electrón¡co'
(RadioCorpoiationol America.)
. . 4Vidr io) '
(Vidrjo)
I
. i .
..
(Ocular)
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-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
22/55
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, ,
, , ," .
, , , , -99r i l , lT lgDl fcc]óNArutr rFr | luuclAFl- l tcA
ri : l l
l , l
. , , . , , . ; ,
, , , . ,
1, ' ,
Como
as
muestras
metalográficas on opacas
a un hqz.,dq"glgclrones,
s
nécesario
.
preparar,
mediante
écnicaS speciales, na réplica delgadá.
Cg
la- superficie
a
estu-
.
.
diar¡ La muestra sé
"pule
y-ataca
según a
práctica
comúnr.ñtitálográñca.
uego
se
..
coloca
en
una
placa'calienle
con
üna
pequeña
gota
{e
ptástico'adecuado
sob¡e a
:
::
superficieatacaüa,'Confoniie
a:tempráuo
auménta,
et
ftáptico'empieza
afuir
y
se
aplica
presión" ara
asegurarun estrechocontacto'entre
el
plástico
y
la superficie.
Después el g4fri.qmienrd,e. eparacuidadosamentea répüca.Para mejorar el con-
traste,se-évdpora.bobre
a
muestra
una capa dqlgada
de-¡aQono o
tungstenoangu-
larmente
y
disdefuna
orilla.
Como
JC
répiica
só:inurca-óa
s}ágit-ld6Íoc'a
sobre
'
un disco
áe"mdlla.'de:alambre
e cobre
muy fino.
Entoncés,'el
disco seóoloca
so-
.
.
,
bre
¡a
aUeriüá,oet,sgs.téne'iá''muesira,
ue
a
su
vez
es n¡grtá{9'e.4la
qolumna
del
I
instrumentó.;i''li
:''
''
':,
.
"i'l'
.-..
:,¡,.,¡,¡'¡ir;¡".
"
,.;; "
r,;
'-
.
Los electronés',emitidosor
el cátodo
caliente
(ñlamenio'de"tungsteno),
en ace-
'
Ierados or
el áilodci;,pará
ormar un
haz
de alta
velocidad:
EstJhaz éi'"oo."n-
'
trado en la réplica pol
fag
entgs
gel..condensador;
ependiendo e
la densidad
espesor
e la réplica
en-cadap¡rnJoi,algunos-'electrones
on
abiorbidoso dispersados
.en
tanto el restopasa
altravésdqcüai.El
campomagréticode
la
lenteobjetivo
en-
foca
y
amplifica
el
h'azde'electroiips.qüe..qi.paqadg
,ira1és
de
la réplica-Algunos
.
'-
de los electronesque,forma¡¡
"ista
imagen son enfcfuádbs'
or.
segunda
vez
por
las
" lentesproyectoraspbie ünafintá[á'fliroiésóente.;.El mici'óscbpióelectrónic-omos-'
irado in ia'figura"t.14¿"übii"ün'intijñialcl-básióó:'be
aniplidcación
de'
1400 a.
"
32 000x,
que
puede
aumentarse
2N
000x con
lentes
adicionales.
,
:
' - : .
"
,
' . - :
,
-
-.
.,
-
1.
_.
,
P.FUEBAS"
ARA
PROP|EDADES
ECANTCAS
-
':'
":
'
'
, ' , . : ' ' , : . : l .. . ' ' : i i ' . . . ' . . . ' .' . ' ' ' ' ' ' ' : . i t . ' : ' ' ' . . . . ' ' . ' ]. . . :
1.21
P-Uf.gea
Es difícil
deñnir
la propiedad
de "dureza",
exceptoen
relaCión
con
:
Ia
prpqba"émpleada
n
particular
para
deteiminár su valor.
Debe tenerse-'en
uenta
"que'un
núm-ero valor
de durezarnopuede
utilizarsedirectamenté n lrábajos
de
'
.
diseño,
comó
se'puede
hacer
con
un valo¡
de resistencja
la'tensión,'ya,
q'ue
os
númerosde.dureianot ienensignif icadointr ínseco.
'
La'durezá
no
es
unr propiraii
iUAári¡tul
¿.-un
materiat,sino
{ue
lst¿
r"la-
cionadabon
as
propiedaáes'élásticas
¡tásticas.
El valor
¿" Arl*¡tUiA¡aA--*
"*rúebadeterminadasirve sólo corno Comparación irtre maüeriales . tratamientos
El
procedimiento
de prueba
y
l'a
preparación
de la
muestra
suelen ser
sencillos
y
los resultados
pueden
utilizarsepara
estimar otras proliedades
mecánicas.
La
prue-
ba'de dureza
se
utiliza
ampliamente
para
inspeccién
y
control. El tratamiento
tér-
mico o
ei
trabajo
efectuado
n u4a pieza
metálica-'resulía
eneralmente
n
ün
cambio
de dureza.
Cuando
se
establece
l
valor resultante
de la
dureza
delun
tratamiento
'-
térmicoa un
material
dado
por
ün
proceso
determinado,
saestimaéión
roporc¡o-'
'1..,+
'
r
Áaráún método'rápido
y
sencilto
(d'e
nspec.ción
contrql)
b?o
"t:tn"i";;t't;;;-
esoPaft icutares.- ' ; ] ' . . . .
'
: . . ,
l
t
Las diversas
ruebas
de
durezage
püiden'd¡v¡á¡r
en tres
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¡
. . . . ;
'.
:
^¿i¿
o
Dureza
elástica,
'
.'
I
e
Resistencia
al
corte
o
abrasión,
y
r Resisténciaa la indentación.
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
23/55
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Tl*^ T:d::*""l"tt:tt::3#:
"
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ffi;;:d;:ü: .a;$¡¡;;
para'meoir
a artura
e
ebote
e
un
pequeño
i.jj¡;:martitto
"on
.*ooq.rillado áe diamante,después e que cqe
por su
propio
peso
desde
;r'';
nu
altura
.noi¿.lioti
r.
rü.ifrl.
áeh'pieza p:n"bl'P]
11':1T:":,,*::**:
i.rr:,i.
na altura
(¡ellllr(¡a'luurs
s
ruvv¡&v¡v
l"li
¿tora:de
rebote
se
indicá
autornática-
,ilr
iorlenrtal
un
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autoindicador
al
qr
.'",
mente.
uando
"r"-?iiiúo
"r.u"ag
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t"l1::lt:i::,,::
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convierte
n
energía
inética
hasta
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prueba
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material'
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-,- -':^-,-'^
ii¡';}} ;i:J"';:T;:u"ra Estaprueba.n iáeo"FriedrichMohs' La escala onsta'de
ii;:i:,r::;
iei mirierales
stándar
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los
minerales-es
examinada
por
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8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
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-tffifuuf;t';i'áíi$*:'j
9ue.: '
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
25/55
C¡p,
r.
LAS
HERRAMIENTAS
EL
METALURGISTA
¿fl
: ror el símboloHB sin núm9¡9s ufijos n-
.,
Pl,
número
de durezaBrinell seguido.p
,'
dica
condiciones
e
pruqba
estándar
sairdo
na
bota
de
10 ¡ilm
de
diámetro
y
una
,
carga
de
3
000
ks,
í;iüd;;:ió
.
;'r"g.
i;*
otras
condicioires,
l número
de
:
dureza
y
el
símbolo
HB
se
complernentun
o.
números
que indican
las
condiciones
,
#'ff;"üu1;;ññt.ña-ü4ü-l[áretró
ái
la
bola,
arya
duración
e
a,carga;
,,
por
ejempro,
5
Hñ.- 'ó)ióé7io;indica
na
dureza
rinell
e
75.
medida
on
una
bola
de 10
mm
de
diámetro
y
una
carga
de
500
kg
aplicada.por
30
seg'
El'número
d"
aur-"ág;ináf
¿u"n¿Jte
usa
a
bo'ia
brdinariá
está imitado
a
5OO
HB aproximadamente.
onforme
el
matérial
prueba
sea
más,dolo']-1l-t:id::-?:
u
[ub'rt
propio
marcador
e
muescas.
e
empiece
deformar
y
las ecturas
o
seran
,
exactas.
l
límite
su-ürior
de.la
escala
pu"á.
uuttntarse
al
uiar
una
bola
de
car-
buro de rungsteno í""I'¿."t"tlo" ¿ l."to endurecido' n esecaso;es posible
.,
$iffoi:t:031,' :"lgllT.l"";we*
En
s51¿
¡ueba
q,dureza
e
ur'iza
n
insrrumento
e
lectura
directa
basado
q
.i'p¡ri¡pio
de mediqíón
¿"
profundidad
il;;;;;i-tng
i.iilrl.
i;tr"J"
se
teva
a
cabo
at
elevar
a
mueitra
entamente
I.
contra
el nrarcadoi
r" i"
qtá
t"
ha aplicado'una
arga
determinada
menor'
Esto
se
.
,,
indica
en
el
disco
medidor.
Luego
se
aplica
a
cargimayor
a
través'de
un
sistema
..
de palan""
o"
""rg".-;;;ñt#i"t
iá áói".del-tlisco
ilee:a
at
rebosoi
e
quita
la
*
,
carga
mayor
V,
"of'lu
"u'r "-*"no,
to¿a"i'a
¿
""cbn,
el ,tiin'"to
3e
du¡e2a
Rock-
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
26/55
42 INTRODUCCIóÍ,I
LA METALURGIA
ISICA
'
TABLA
1.4
Relacionesproximadas
e
mediciones
e dureza
ara
aceros
Brinell,
3
000
Kg
I
cl
sE
ots
€c t
ü'o
Ee
-6
'tt
¿ E
üE
>'6.
Rockwell,
usando
marcador
o
penetrador de diamante
de
forma
cónica
o
a
()
'o
'o
o
f¿¡
q
o
s-E
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Éo
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C*
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-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
27/55
.'
E¡incll,
3m0
Kr
nocffi
pcnctradof
dc
diamanta
dc
form¡
cónica
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Müc¡dor
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8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
28/55
f;: ' i, 'r ' ;;
:' '
.44
¡NTRODUCCIóN
A'tA
MEfALURGIA;FIS¡CA
t':
' ; ' , ; ' ' - j
i
well
es
eído
enel
discomedidor.-Como
l ofden
de los
números'se
nvieiteieú"él
disco
medidgr,
una.
h;Jrdd-;;o-protunda
q¡
¡r4
qraterial
duro
dar{
uq
núaé'o
;;ñ;';i;;io-qú"
ir-ná
mpr.eiiOnipr
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
29/55
'
cAp. 1.
LÁs.HenR¡mteNTAs
EL,
METAtruRGlsrA
5
que
desisna a
escala
piééedido'de
bs núnieros'de
dureza;
por
ejemplo,'82HRB
rigninru-unu
ureá déRockwéll
de,82 mb¿ida
en'ta Cscalá
iUota-¿e
/16
de pulg
yltOq,kg,4g
carga).Ert
{a,"tab a
,l.iplÉ "p.las
escalas e..dr¡¡923oc.kwgl ,,y
algunasaplicacionestípicas. ' . ' . . . . j . - , . . . . - . ' ' ' . . ' . . '
El
funcionarniento
e Ia"máquina
ebeser
verificado recuentemente
on bloques
de
prueba
estándar
propbrcio'nados
or
él fabriéante
:
;
1":::"'
ta manijadepperación,debeegresage gaY.emente
Éu" ¡osición
nicial;
golpea¡
la
manija.para.quitar
a clrga.r,r.ráyor.
üede'pfoducirun elror de,yariospuntos en
el disco
de
indicación.
Se:debe.tenér
uidado
dq
asentar lrmemente l
yunquey
el
marcador.
Cualquiér
movimiento
vertical
en
eslos
püntos
iesulta
en-un-
egistro-de
una
piofundidad
adicional
n'él'medidor
, pcii- anto,
en una ecturadé durezá
alsa.
pruena'o
ensayode dureza
Vickers
Éntst'a'pruéba,
el
instiUmento
utiliza
un
marcadór"piiamidal
de diainante
de base
cuadrada
con
un:ángulo incluido
de
1360
entre
as carasopuestas.
yéase
a'fig.
.17').
El
intervaló"de
barga
está
géneralmente ntre t y.1Zq,tg.. El
píotrado¡'de-'dureza
ickers
funciona
-baj9
el
mismo
princípio
que
el
,pfobador
Brinell,
y
los números
se exPresan
n
términos
de cargá
y
álea,dé a
impresión;,Como
resultado
de la formá
del marcador;
ra m-
presión
sobre
a superficié e
Ia muestra''será'üii'buadrado.
a tongitüa
de th
diago-
iral
del cuadrádo
ei
medida
p.or
medio'd3
un
microscopio
quipado
9on
ün rñicró-
metro
ocular.
ui
contiene
los móviles.
La'distancia
entri
los
filos
sé
indiba
en
un
contadorcálibradoen miléóiniás'demilímetró. Por lo general,. ay.tab-lasara con-
vertir la dialonal medidaal
número
de
dureza
piramidal
Vickerp
($_ )
o
por medio
de la fórrhula: I
donde:
.
" '
.
'
. ; : ;
. ' .1
L
-
carga
aplicada,
en kg
'
:
d
TJbngitud
de la
diagonal
del
cuadrado
de
la
impresión,
en mt4,'.
F¡9.
1.17 Marcador
piramidal
de
diamante
Vickers.
(
1.8)
Pbsición
de
operación
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
30/55
46
INTRODUCCIóN
LA METALURGIA
¡SICA
TAB|-A
1.6
Aplicaciones
tlp¡cas
de
las
pruebas
de
dureza
por
indentación'
BRTNELL
Acero
estructural
y
otras
seccionés
laminadas.
La
maYor
parte de
las
fundiciones,
incluyendo
el
acefo,
hierro
fundido
Y
aluminio.
La
mayor
parte
de
los.
fraguados.
ROCKWELL
ROCKWELL
SUPERFICIAL
VTCKERS
MICRODUREZA
Superficies
plateadas.
Revestimientos,
como
laca,
barniz
o
pintura.
Láminas
delgadas
y
materiales
muY
delgados
hasta
de
0.0001
putrg.
Pára
cstáblécer
los
gradientes de
endurecimiento
Bimetales
Y
materiales
laminados.
Partes
o áreas-muY
pequeñas, omo
engranes
de reloj,
bordes
de
herramientas
de
corte,
crestas
de
filetes
en
cuerdas,
puntos
pivote,
etc.
Materiales
muY
frágiles
o
quebradizos
(indentador
de
Knoop),
como
silicio,
germanio.
vidrio,
esmalte
de
dientes.
Mateiiales
opacos,
claros
o
translúcidos.
Metales
polvo.
Para
investigar
constituYentes
individuales
de
un
material.
Para
determinar
la
dureza
del
grano
o
' la
du¡eza
de la
frontcra
dcl
mismo.
Partes
acabadas,
Itales como I
cojinetes,
Pistas
]
para
cojinetes,
válvulas,
tuercas,
pernos,
engranes,
poleas, rodillos'
pasadores,
pivotes,
topes,
etc.
Herramientas
de
corte,
tales
como
sierras,
cuchillas,
cinceles,
tijeras'
Herramientas
de
formado.
Fundiciones y
foriados
pequeños.
Hojas
metálicas.
Alambre
de
diámetro
grandet
Contactos
eléctrícos.
Hojas
o
partes
plásticas.
Partes
cementadas.
Carburos
cementados.
'Las
mismas
ue
la Rockwell
estándar,
excepto
donde
se
requiere
una
penetración
menos
profünda'
como
en:
Partes
cementadas
delgadas,
asta
de
0.010
Putg.
Materiales
'delgados,
hasta
de
0.006
Puls.
Carburos
cementados.
Metales
en
polvo.
Lds
mismas
quc para la
Rockwell
y
la
Rockwell
superficial;
excepto
donde
se
requlerc
más
exact¡tud
o
menor
peneEación,
como
en:
Partes
cementadas
delgadas,
do
0.005
a
0.010
pulg.
Materiales
delgados,
hasta
de
O.005
Pulg.
Partes
de
acabado
fino,
con
el
fin
de
evitar
una
operación
de
remoción'
Secciones
delgadas,
ales
como
tuberías.
Estructuras
débiles.
Espesor del
chapeado.
*
Ametek/Testing
Equipment
Systems,
East
Moline'
Ill'
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
31/55
CAP.
1. LAS
HERRAMIENTAS
EL
METALURGTSTA
7
: '
I
F¡9. 1.18 Marcador piramidal Knoop de
d¡amanle
ndenlado.
Como
resultado
de
Ia
latitud
en las
cargas
aplicadas,
el
probador
Vickers
es
útil
para
medir
a
dureza
de hojas
muy
delgad-ar,
ií
.oro'rá..Ion.r'p"ruour.
Prueba
o
ensayo
de
microdu¡eza-
Delafortunadamente,
ste
ermino
es
engaño-
so
yq qug
podría
referirse
a
Ia
prueba
de
pequeños
valores
de
dureza
"u"njo
.n
realidad
_significa
l
uso
de imprésiones
eqüeñas.
"r
"urgu,
Je prueua
están
entre
I y
1000
E.Fay
dos
tipos
"
."tuüoÉs-empreados
para
la prueba
de
micro-
dureza:
a pirámide
de
diámante
ickers
de
basó
cuadraáa
r-igoo,
descrita
nte_
riormente
y
el
marcador
Knoop
de
diamante
alargado.
El
marcador
Knooo (fig. 1.lg) tiene orma-plramidalque produceuna impre-sión en forma ae oiamanti
y
tieie
aiulo*r.r
lárgas y
"ori",
á
-unu
razón
aproxi_
mada
de
7:L.
La
forma
piramidal
empláda,tiene
ñd.ía"t
argJos
tongitudinates
e
: r:,y^{^áyu,tor
r¡aniversares
e
i30o.
La profundi¡;J;";-i,"presión
es
como
e
r/Ju
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
32/55
-
:r:rt-ria
"
_i
i48
].
|NTRoDucG|óN
jLA
I|ETALURG|A
¡s|cA
...
,:i,i-i.:
Corrü"i¿r,
del
marcado¡
de
muescT
E]
achatamient"
-O:.-lld"
de
acero
de
un
.
,máróador
producirá
errores
n
el
núme1,o
e
dureza,'en
uyo
caso
a
bola
debe
ser
revisada
frecuentemente
ara
detectar
b;;;;;roirnuciOn
De'rmanente
debe
descartarse
uando
"'*"t"r
atr"i-*io"'1"*;;;á;;
de
diamante
deben
evi-
iii;';;"sca
de
cuatquier
señal
de.
astillado'
Exactitud ¿" r,
"rüi';H;ifiñ;d;-
H probadordebeaplicar
carsas
dentro
del
intervalo
establecido-
on
errores
m¡nimos'
Lus
""rg"s
'o"yotes
a la cantidad
'recomendaa"
no
¿ei-éi:u'iii'"t*
plta
obtener
así
pruebas
exactas'
cargas
o
esfuerzos
pücados
"oo
i-n""üt-e¿"tñat
de
producir
lecturas
de
dure-
=
za
inexactas,
el
impacto
a
la
cargapu.O"'á"n"r-
o,
*"t""¿ores
de
diamanté'
El
uso
,de
un
recipiente
pequeño.con
ceite,
"on,r-oü-Jo,
urgcu*tá
la
uniformidad,
así
como
ü
"ontinui
opeácién
del
mecanismo
de
carga'
'
:
.
Flg.
l.fg
Probador
de
microclureza
ufon'
(Wit-
.tí :ü""n"nical lnslrumenl Division' American
Chain
&
Cabte'ComPanY')
"+i
lr
:ii;t
's¡:+j
-
8/18/2019 Herramientas Del Metalurgista
33/55
CAP.
1.
LAS
HERBAMIENTAS:DEL
ETALUFGISTA
49
Condición
e
Ia
superficie
e
la muestra
Lq
lupe{lcie:dq,'fa
muestre
oprc.ll
cual
se
va
a
tomar
"
i.;;;;;á"
ili;t"
debe
sei
prihí
y,re..prgientative
el
mallri.al
en buen
estado.
*ú;l;;
;riñcio,.
co¡tg
9
gI"ü
oeui
etimina$
Pol
e¡mlrilado
o
pulido.
',-
'
Espesor e la muestra La muestra
áebe
ser'
suficientémente
ruesade
modo
gue no
ap^rezca
teu;
pt"tu-ü*tq;ia sobre a superficie'
?puesta
a la de la im-
presión..
l-espeso1.
"
i"L""ttra
recomcndSao
s.fe
P"l
ló
menoj:,diez
19es
a
profundidad
de
la
imPresión.
i
'
Forma
de
la
muestra
Se
logra
mayor
exactitud
cuando
la
superficie
a
prueba
rr-pi"".V
perpenaicJar
"f
"¡Jverticat
del
indentador:
Una'inuestra
larga
debe
su-
É;;;á{ui"r.nt.
de
tai
forma
que
no
se ladee.
Una
superficie
plana
debe
prepararse,
r
es
postole,
sobre
una
muestra
de
forma
cilíndrica
y
usarse
un
)n¡nque
ln
V
pur"'.oporü,
a muestra,
menos
ue
e
Tm91l,:"
b:i-*
-p.l1i:
1T*lt::
iuOor
opu"rtos
aet
cilindro,
en
cuyo
caso
se
puede
ütilizar
un.yunque
plano'
)r
se
hace
una
prueba
de
dureza
Rocli*e¡
.n
un"
muestra
redonda
menof
de
I
pulg
de diámetro sin t auei?slJlrit"d"
;;
ca¡a
ptanl,
l-a
-leétura
obServada
debe'ajus-
;";;;;;
""
factor
de
;;;;tó"
apropiadotauia r-'t-)' ', " *i' ' ':'i '''r "''":
Locatización
¿e
fas i¡npi";ilfu
Lui
impresiones
deben
estar
al'¡nengs
a 2r/z'
diá-
;;ñ;
de
distancia
del
borde
de la
muestra
y
separadas
l
menos
