Miguel Arráiz Fernández UNIVERSIDAD DE LA RIOJA Curso 2015/2016

PRÁCTICA 3 – ENSAYO METALOGRÁFICO

01/11/2016

PRÁCTICA 3 – ENSAYO METALOGRÁFICO

INTRODUCCIÓN:

La metalografía es la ciencia que estudia las características estructurales o de

constitución de los metales y aleaciones, para relacionarlas con las propiedades físicas,

mecánicas y químicas de los mismos.

La importancia de los ensayos metalográficos está en que son capaces de revelar la

historia del tratamiento mecánico y térmico que ha sufrido el material. A través de este

estudio podemos determinar características como el tamaño de grano, distribución de las

fases que componen la aleación, inclusiones no metálicas como sopladuras, micro

cavidades de contracción, escorias, etc., que pueden modificar las propiedades

mecánicas del metal.

En general a partir de un examen metalográfico bien practicado es posible obtener tanto

un diagnóstico como un pronóstico. En primer lugar, el ensayo metalográfico puede

realizarse antes de que la pieza sea destinada a un fin, con el objetivo de prevenir

inconvenientes durante su funcionamiento. Por otra parte, también puede ser practicado

sobre piezas que han fallado en su servicio, que se han deformado, roto o gastado. En

este caso la finalidad del examen es la determinación de la causa que produjo el fallo.

PROCEDIMIENTO:

Básicamente, el procedimiento que se realiza en un ensayo metalográfico incluye la

extracción, preparación y ataque químico de la muestra, para acabar con una

observación microscópica.

No cabe duda de que la fase más importante de un ensayo metalográfico es la

observación microscópica, sin embargo, si alguna de las operaciones previas se realiza

deficientemente, poco se puede hacer en la observación microscópica. Así, si la etapa de

preparación no se realiza cuidadosamente es posible que se obtenga una superficie poco

representativa del metal y sus características; o que se arranquen inclusiones no

metálicas, o modificar la distribución de fases si la muestra ha sufrido un

sobrecalentamiento excesivo; entre otros problemas que pueden ocasionarse.

OBJETIVO:

El objetivo de esta tercera práctica consiste en la realización de un ensayo

metalográfico, y así poder observar e identificar a nivel microscópico la estructura de

un acero, distinguiendo las fases y los compuestos que lo forman, así como identificar

los tratamientos a los que esta probeta ha sido expuesta.

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MATERIAL NECESARIO:

El material principal que se utilizará para este ensayo son dos probetas

de acero F-1150 no aleado del tipo C55, que es hipoeutectoide, y tiene

un 0,55% de carbono. Posteriormente determinaremos los porcentajes

de sus constituyentes.

También utilizaremos papel de lija, para realizar el primer lijado a

mano.

También utilizaremos una máquina pulidora como la de la imagen.

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Por último, también utilizaremos un reactivo llamado nital,

cuya composición es un 5% ácido nítrico (HNO3) y un 95%

alcohol etílico (C2H6O) para marcar los diferentes

constituyentes de la probeta de acero y poder verlos con el

microscopio.

Y, lógicamente, para realizar la observación al microscopio

necesitaremos un microscopio.

CÁLCULOS:

Pasamos ahora a calcular los porcentajes de los componentes de nuestra probeta de

acero:

% 𝑓𝑒𝑟𝑟𝑖𝑡𝑎 = 0,89−0,55

0,89−0∗ 100 = 38,21%

% 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑖𝑡𝑎 = 0,55 − 0

0,89 − 0∗ 100 = 61,79 %

DESARROLLO DEL ENSAYO:

Una vez que tengamos todo dispuesto y preparado, comenzaremos el ensayo realizando

un desbaste o pulido intermedio. Para ello pulimos la muestra en seco con los papeles

de lija de distintos tamaños de grano.

Al realizar el lijado hemos de hacerlo en distintas direcciones, primero en una dirección

y luego en la perpendicular a la primera y así ir cambiando de dirección

perpendicularmente a la anterior.

La siguiente parte del ensayo es un pulido realizado con la máquina pulidora

anteriormente mencionada.

En el pulido apenas hay arranque de material y lo que se pretende es eliminar todas las

rayas producidas en procesos anteriores. El pulido finaliza cuando la probeta es un

espejo perfecto.

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El pulido tiene como finalidad eliminar las rayas que se hayan producido en el desbaste

final y producir una superficie con unas buenas características. Esta operación se realiza

mecánicamente y se utiliza como abrasivo en un paño una solución acusa. El que

nosotros utilizaremos será la alúmina, que es oxido de aluminio en partículas.

Estableceremos un tiempo de pulido estimado en unos 5 minutos ya que es el necesario

para obtener un buen acabado. Cuanto mayor sea el tiempo de pulido mejor será la

imagen al microscopio.

Se realiza con paños especiales, del tipo de los tapices de billar.

Como abrasivo, se puede utilizar polvo de diamante o alúmina. El primero se aplica con

un aceite especial, para lubricar y extender la pasta de diamante y el segundo con agua.

El siguiente paso es el ataque químico Los ataques químicos son utilizados para revelar

las fases y microconstituyentes de metales y aleaciones, utilizaremos el Nital

anteriormente mencionado, e introduciremos la probeta durante 45 segundos, evitando

que las caras toquen con el recipiente. Finalmente lavaremos la muestra como alcohol.

Por último realizamos la observación al microscopio, en la que obtenemos los siguientes

resultados.

Con el microscopio podremos ver que se forman unos círculos más oscuros

pertenecientes a la perlita y otros de tonalidades más claras que son la ferrita. También

se aprecian las rayas provocadas por el desbaste al realizado de forma manual.