METALOGRAFIA

GUIA DE PRÁCTICAS

El objetivo de esta práctica es la identificación de las diferentes estructuras metalográficas presentes en los diferentes tipos de acero y fundiciones.Todos los aceros se muestran iguales a simple vista, pero de acuerdo a su composición muestran diferentes microestructuras, pero para poder ser observadas esta microestructuras, primero la probeta (muestra) tiene que ser preparada para ser observada en el microscopio metalográfico.

¿Cómo obtengo esta microestructura?

Primero hay que cortar una trozo del metal (Algunas veces es necesario montar la pieza (en frio o caliente). Posteriormente desbastar con lija de SiC, pulir con un paño y pasta de diamante y finalmente atacar con un reactivo químico.

DESBASTE:Desbastar la muestra con las siguientes lijas de agua.Lija P120 (30 segundos o hasta dejarla plana)Lija P220 (30 segundos, girando 90º la muestra respecto anterior paso )Lija P500 (60 segundos, girando 90º la muestra respecto anterior paso)Lija P1000 (60 segundos, girando 90º)

PULIDOEl pulido se realiza mediante polvos abrasivos o pastas, puede ser manual o mecánico, y se utiliza las siguientes:Pasta de diamante (3 micras, paño pelo corto y aceite o alcohol para pulir, 2 minutos girando en círculos)Pasta de diamante ( 1 micra, paño pelo corto y aceite o alcohol para pulir, 3 minutos)Lavar bien la muestra con agua entre cada paso de pulido. No frotar fuerte.

ATAQUECuando la muestra se encuentra perfectamente pulida procedemos al ataque químico, con un ácido débil, que atacará inicialmente los límites de grano, por ser la zona más inestable. Reactivo de Ataque Nital 4 atacar de 2 a 5 segundosNital 4= 96 ml Etanol+4ml HNO3 (cuidado, es un ácido fuerte, peligro de quemaduras).También se puede preparar Nital 2 o Nital 3 si necesita reactivos de ataque más débiles.

OBSERVACIÓNSe realiza en un microscopio metalográfico de 100X, 200X y 400X

Nota:Si se observa antes de atacar. Se verán las inclusiones e impurezas en color negro.

Entre las microestructuras a observar tenemos

FERRITASe presenta en forma de granos equiaxiales de color blanco en los aceros de bajo contenido de carbono

FERRITA 100X

FERRITA 400X

PERLITALa perlita se presenta en lo aceros de mediano contenido de carbono (eutectoide) se presenta al microscopio de color oscuro, está constituida por ferrita + Cementita.

PERLITA

PERLITA 400X

MARTENSITASe presenta en aceros de alto contenido de carbono, que son enfriados violentamente al microscopio se presenta en forma de agujas.

MARTENSITA

FUNDICIONES

Aleaciones de hierro carbono con un contenido de C mayor a 2 %

FUNDICIÓN GRIS se forma cuando el carbono de la aleación se encuentra en una cantidad superior a la que puede disolverse en la austenita, y precipita como hojuelas de grafito, por ello cuando se fractura la superficie presenta una coloración gris mate característica. Esta fundición resulta un material de ingeniería importante debido a su bajo costo que combina con propiedades interesantes como excelente capacidad de meca-nización, una buena resistencia al desgaste al disminuir el coeficiente de rozamiento y una excelente capacidad de amortiguar vibraciones por lo que se ha extendido su aplicación como bancadas de máquinas.

Fo Gris 100X

FUNDICION BLANCA Estructura hipoeutectica, tiene el carbono en forma de cementita y responde perfectamente al diagrama de equilibrio Fe-C. Para su formación el contenido en carbono se limita entre un 2.5 a un 3% y, sobre todo, el contenido en Si, elemento que en mayor medida favorece la formación de carbono libre en forma de grafito, entre un 0.5 a un 1.5%, debiendo además de imprimirle una elevada velocidad de solidificación que no facilite la formación de placas de grafito.

La figura 1 muestra la microestructura típica de las fundiciones blancas, la cual está formada por dendritas de austenita transformada (perlita), en una matriz blanca de cementita.

Fig 1 100X

Observando la misma figura con más aumentos, vemos que las áreas oscuras son perlita (fig. 2).

400x

Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar. Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones " totalmente blancas ", quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en las boquillas de extrusión. También se utiliza en grandes cantidades, como material de partida, para la fabricación de fundición maleable.

FUNDICIÓN NODULAR

El contenido total en carbono de la fundición nodular es igual al de la fundición gris . Las partículas esferoidales de grafito se forman durante la solidificación, debido a la presencia de pequeñas cantidades de alguno elemento de aleación formadores de nódulos, normalmente magnesio y cerio, los cuales se adicionan al caldero inmediatamente antes de pasar el metal a los moldes

Esquemas de las diferentes microestructuras de fundiciones de hierro:a) gris, b) blanca, c) maleable, d) esferoidal, y, e) de grafito compacto.