METALOGRAFÍAMETALOGRAFÍA

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DEFINICIÓN DE METALOGRAFÍA:DEFINICIÓN DE METALOGRAFÍA:

La metalografía o Microscopía, estudia las características estructurales de un metal o de un aleación microscópicamente.Es posible determinar el tamaño del grano, así como el tamaño, forma y distribución de fases e inclusiones que tengan efecto sobre las propiedades del metal o aleación.La Microestructura puede revelar el tratamiento mecánico y térmico del metal.

• OBJETIVOS DE LA METALOGRAFIA

• Existe una variedad en la necesidad de diferentes metales en la industria, y uno de los objetivos es satisfacer esas necesidades de acuerdo alas especificaciones que el mercado solicita y este es un reto puesto que hay mayores especificaciones técnicas y mayores demandas en la industrias pesadas, nuclear y aéreo espacial.

• Otro objetivo, que se quiere es alcanzar el máximo de pureza en los metales para los distintos usos de la industria.

• Pasar de ser proveedor de estos metales de la industria a la manufactura de estos para crear mayor valor agregado y puestos de trabajo.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO:ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO:

1) Muestreo:-Si lo que se va a investigar es una falla, se debe de escoger la

muestra lo más cercana posible al área de la falla y compararla con una tomada de una sección normal o sana.

-Si el material es suave como metales o aleaciones no ferrosas y aceros no tratados térmicamente, se debe de realizar el corte con una segueta.

-Si el material es duro, se debe de utilizar una lima o esmeril. Lo importante es que la muestra debe de mantenerse fría durante el corte, por lo que debe de tenerse mucha paciencia.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO:: 2) Corte:El tamaño de la muestra siempre que se pueda debe ser tal que su

manejo no encierre dificultad en la operación.-Corte por SierraProduce severas condiciones de trabajo en frío y no es ventajoso. El

corte mediante este método ocasiona superficies irregulares con valles excesivamente altos, dando como efecto más tiempo de aplicación de las técnicas de preparación de las muestras. Generalmente este tipo de corte es utilizado para extraer probetas de piezas muy grandes, para poder luego proceder con el corte abrasivo y adecuar la probeta a los requerimientos necesarios.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO::

2) Corte (continuación):-Corte por Disco Abrasivo (Esmeril).--Este tipo de corte es el más utilizado, ya que la superficie

resultante es suave y el corte se realiza rápidamente. -Los discos para los cortes abrasivos están formados por

granos abrasivos (tales como óxido de aluminio o carburo de silicio), aglutinados con goma u otros materiales.

-Los discos con aglutinantes de goma son los más usados para corte húmedo; los de resina son para corte en seco.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO::

3) Montaje de Muestras:-Con frecuencia, la muestra a preparar, por sus dimensiones o

por su forma, no permite ser pulida directamente, sino que es preciso montarla o embutirla en una pastilla.

-El material del que se componen estas puede ser Lucita (resina termoplástica) o Bakelita (resina termoendurecible).

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO::

4) Desbaste:-Después de montada la probeta, se inicia el proceso de

desbaste sobre una serie de hojas de esmeril o lija con abrasivos más finos, sucesivamente.

-El proceso de desbaste se divide en 3 fases: Desbaste grosero, Desbaste intermedio y Desbaste final.

-Cada etapa de preparación de probetas metalograficas debe realizarse muy cuidadosamente para obtener al final una superficie exenta de rayas.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO::5) Pulido:-Pulido fino: Se realiza para obtener una superficie plana libre de ralladuras

mediante una rueda giratoria húmeda cubierta con un paño cargado con partículas abrasivas seleccionadas en su tamaño.

-En éste sentido, existen muchos abrasivos tales como el oxido de aluminio para pulir metales ferrosos, los de cobre u oxido de cerio para pulir aluminio, magnesio y sus aleaciones.

Otros abrasivos son la pasta de diamante, oxido de cromo y oxido de magnesio. La selección del paño para pulir depende del material que se va a pulir y el propósito del estudio Metalográfico.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICOETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO::5) Pulido:-Pulido electrolítico : Alternativa para mejorar al pulido total pudiendo reemplazar

al fino pero muy difícilmente al pulido intermedio. -Se realiza colocando la muestra sobre un orificio de un tanque que contiene una

solución electrolítica previamente seleccionada, haciendo las veces de ánodo. Como cátodo se emplea un material inerte como platino, aleación de níquel, cromo, etc.

-Dentro del tanque hay unas aspas que contienen en constante agitación al líquido para que circule permanentemente por la superficie atacándola y puliéndola a la vez.

-Debe controlarse el tiempo, el amperaje, el voltaje y la velocidad de rotación del electrolito para obtener un pulido satisfactorio. Muchas veces después de terminado este pulido la muestra queda con el ataque químico deseado para la observación en el microscopio.

ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO:ETAPAS PARA UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO:

6) Ataque:Permite observar la estructura del metal o aleación. Existen diversos

métodos de ataque pero el más utilizado es el de ataque químico. -El ataque químico puede hacerse sumergiendo la muestra con cara pulida

hacia arriba en un reactivo adecuado, o pasar sobre la cara pulida un algodón embebido en dicho reactivo. Luego se lava la probeta con agua, se enjuaga con alcohol o éter y se seca en corriente de aire.

-El fundamento se basa en que el constituyente metalográfico de mayor velocidad de reacción se ataca más rápido y se verá mas oscuro al microscopio y el más resistente permanecerá más brillante, reflejará más luz y se verá más brillante en el microscopio.

CONSTITUYENTES METALOGRÁFICOS:CONSTITUYENTES METALOGRÁFICOS:

En los aceros, el carbono se encuentra en general, o combinado en forma de cementita o disuelto, rara vez en forma de grafito. Este es el motivo por el cual solo se emplea 1) Austenita2) Ferrita3) Perlita4) Cementita5) Bainita6) Sorbita7) Martensita8) Troostita

Aceros NO aleados

Aceros NO aleados Templados

AUSTENITAAUSTENITA-Se define como una solución sólida de carbono en hierro gamma. Solo es estable a temperaturas superiores a 723 ºC, desdoblándose por reacción eutectoide a temperaturas inferiores, en ferrita y cementita. -Solo puede aparecer austenita a temperatura ambiente en los aceros austeníticos, en este caso la austenita si es estable a temperatura ambiente. -Es deformable como el hierro gamma, poco dura, presenta gran resistencia al desgaste, es magnética, es el constituyente más denso de los aceros y no se ataca con reactivos.

FERRITAFERRITA-Este constituyente está formado por una solución sólida de inserción de carbono en hierro alfa. -Es el constituyente más blando de los aceros pero es el más tenaz, es el más maleable, su resistencia a la tracción es de 28 daN/mm2 y su alargamiento de 35 %. -La ferrita se presenta en los aceros hipoeutectoides como constituyente y mezclada con la cementita entra a formar parte de la perlita.

PERLITAPERLITA-Su estructura está constituida por láminas alternadas de ferrita y cementita, siendo el espesor de las láminas de ferrita superior al de las de cementita, estas últimas quedan en relieve después del ataque con ácido nítrico, lo cual hace que en la observación microscópica se revelen por las sombras que proyectan sobre las láminas de ferrita.- La perlita es más dura y resistente que la ferrita, pero más blanda y maleable que la cementita. Se presenta en forma laminar, reticular y globular

CEMENTITACEMENTITA

-Es un constituyente que aparece en fundiciones y aceros. Es el carburo de hierro, de fórmula Fe3C, que cristaliza en el sistema ortorrómbico. -Es muy frágil y duro, es muy resistente al rozamiento en las fundiciones atruchadas. -Se piensa que funde por encima de 1950 ºC, y es termodinámicamente inestable a temperaturas inferiores a 1200 ºC. Se puede presentar en forma reticular, laminar y globular.

BAINITA:BAINITA:La vainita es el constituyente que se obtiene en la transformación

isotérmica de la austenita cuando la temperatura del baño de enfriamiento es de 250 a 500°C.

Es una mezcla de fases de ferrita y cementita y en su formación intervienen procesos de difusión.

Los detalles micro estructurales de la vainita son tan finos que su resolución sólo es posible mediante el microscopio electrónico.

La fase que rodea las agujas es martensita, a menos que se haga un tratamiento isotérmico hasta transformar toda la austenita en vainita.

. Se diferencian dos tipos de estructuras: la vainita superior de aspecto arborescente formada a 500-580°C, compuesta por una matriz ferrítica conteniendo carburos.

SORBITA:SORBITA:Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por enfriamiento de la austenita con una

velocidad de enfriamiento bastante inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en la zona de 600 a 650 °C, o por revenido a la temperatura de 600 °C.

Con pocos aumentos aparece en forma muy difusa como manchas, pero con 1000X toma la forma de nódulos blancos muy finos sobre fondo oscuro, de hecho tanto la troostita como la sorbita pueden considerarse como perlita de grano muy fino.

MARTENSITA:MARTENSITA:

-Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una solución sólida sobresaturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado autentico a altas temperaturas.

El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% de carbono, sus propiedades físicas varían con su contenido en carbono hasta un máximo de 0.7 %C.

.Los aceros templados suelen quedar demasiado duros y frágiles, inconveniente que se corrige por medio del revenido que consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la crítica inferior (727°C), dependiendo de la dureza que se desee obtener, enfriándolo luego al aire o en cualquier medio.

TROOSTITA:TROOSTITA:

-Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento ligeramente inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita en el rango de temperatura de 500 a 600 °C, o por revenido a 400 °C.

Es un constituyente nodular oscuro con estructura radial apreciable a unos 1000X y aparece generalmente acompañando a la martensita y a la austenita.

CONCLUSIONES:

•Países subdesarrollados como el nuestros tienen gran potencial en el desarrollo de esta ciencia porque somos ricos en la variedad de metales y aunque solo exportamos materia prima la calidad y pureza de nuestros metales es reconocido en el mundo.•La aplicación de nuevas técnicas de la metalografía nos asegura en el mercado mundial un lugar envidiable en el futuro siempre y cuando dejemos de producir solo lingotes y barras de los diferentes metales para pasar a la producción industrial y manufactura industrial.