TECNICAS METALOGRÁFICAS

8/17/2019 TECNICAS METALOGRÁFICAS

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TECNICAS METALOGRÁFICAS.ANALISIS MICROSCÓPICO YMACROSCOPICO (3h)

PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DEMUESTRAS PARA SU OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA

OBJETIVO

Norma Aplicada: ASTM E3

La metalografía o Microscopía, estudia las características estructurales de un metal o

de un aleación microscópicamente.

Es posible determinar el tamao del grano, así como el tamao, forma ! distribución

de fases e inclusiones "ue tengan efecto sobre las propiedades del metal o aleación.

La Microestructura puede re#elar el tratamiento mec$nico ! t%rmico del metal.

Antes de obser#ar un metal al microscopio, es necesario acondicionar la muestra de

manera "ue "uede plana ! pulida.

• Plana, por"ue los sistemas ópticos del microscopio tienen mu! poca

profundidad de campo.

• Pulida por"ue así obser#aremos la estructura del metal ! no las marcas

originadas durante el corte u otros procesos pre#ios.

Así podremos estudiar la microestructura de nuestro acero ! comprobar si el

tratamiento t%rmico, &a sido el adecuado o reali'ado correctamente.

FASES

Las fases de preparación de la probeta metalogr$fica son las siguientes:

Corte Metalográfico

Empastillado

Desbaste y pulido

Ataque químico o electrolítico

CORTE METALOGR!"CO

Discos Abrasivos


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Tipo de corte: por abrasión, mediante disco abrasi#o

(formado por granos de o)ido de aluminio o carburo de

silicio*.

+efrigerante: taladrina

ro#istas de:

• sistemas de refrigeración

• regulación de la #elocidad de giro del disco

• presión de corte.

-mportancia de la orientación de la pie'a

La orientación de la superficie a e)aminar tiene su importancia, !a "ue de acuerdo

al corte "ue se realice sobre la pie'a, la estructura se podr$ obser#ar de diferentemanera.

E#itar sobrecalentamiento

El m%todo para cortar debe ser a"uel "ue minimice la deformación ! elcalentamiento del $rea de corte.

La sierra metalogr$fica suministra un gran caudal de refrigerante, e#itando así elsobrecalentamiento de la muestra. e este modo, no se alteran las condicionesmicroestructurales de superficie "ue se e)amina.

Cortadora metalor!"ca


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EM#A$T"LLADO

/on frecuencia, la muestra a preparar, por susdimensiones o por su forma, no permite ser pulidadirectamente, sino "ue es preciso montarla o embutirla

en una pastilla.

El material con el "ue se reali'ar$ el encapsulado debe ser químicamente inerte respecto al material de la pie'a "ue seanali'a, las temperaturas en las "ue se reali'a el proceso deencapsulado del material no deben afectar la estructura delmismo.

Se utili'ar$:

• Baquelita (resina fenolica, polímero sint%tico termoestable*• Lucita (resina termopl$stica*

Ma#$i%a Em&astilladora Metalor!"ca 'i(#$ierda) * &robetasMetalor!"cas 'derec+a),


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DE$%A$TE & #'L"DO

DE$%A$TE

0b1eto: eliminar gran parte de las ra!as producidas en el corte.

Emplearemos discos abrasi#os de distintos di$metros de

partícula, cada #e' m$s finos. El proceso se debe reali'ar de la li1a

m$s gruesa a la m$s delgada, ! siempre utili'ando agua

como refrigerante sobre el material, con el fin de e#itar

alg2n cambio en la microestructura del material debido al

calor.

Los discos abrasivos pueden ser de carburo de silicio (Si/* o de corindón. E)isten en

el comercio discos de Si/ n 100, 220, 320, 400, 600, 1000. Este n2mero se

corresponde en modo in#erso con el tamao de partícula del abrasi#o, es decir, ma!or

numero menor tamao de la partícula de abrasi#o, ! #ice#ersa.

/ada #e' "ue se cambia de disco, es mu! importante limpiar muy bien la probeta con

agua abundante para eliminar los posibles restos de partículas del disco anterior, así

e#itamos "ue se produ'can ra!as por partículas "ue &a!an podido "uedar del disco

anterior cuando estamos traba1ando con un disco de grano m$s fino. Tambin se

cambiar! la orientaci"n del #ulido girando la #robeta $0% . Las pulidoras las &a!

manuales ! automaticas para introducir simult$neamente #arias probetas.

P$lidora Metalor!"ca Ma%$al 'i(#$ierda) * &$lidora a$tom!tica &aravarias &robetas


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#'L"DO

Objeto: eliminar las ra!as producidas en la

operación de desbaste ! obtener una superficie

especular.

La pie'a a e)aminar debe contar con un acabado superficial

e)celente (acabado espe1o*, esto se logra mediante la

utili'ación de un abrasi#o fino, en este caso

aerosol con partículas de diamante, el cual se coloca sobre un disco

rotatorio cubierto de un pao ! e1erciendo la presión adecuada entre la pie'a ! el o

consiguiendo el acabado deseado.

Se pueden emplear di#ersos tipos de abrasi#os:

• Polvo de diamante (45, 4, 5,6 ! 5,76 micras*• Alumina (6, 4, 5,6, 5,4 ! 5,56 micras*

• 0)ido de magnesio

• etc8

En cuanto a los panós de pulido, los &a! de tela de billar, n!lon, seda, algodón, etc. En

el pulido apenas &a! arran"ue de material ! lo "ue se pretende es eliminar todas las

ra!as producidas en procesos anteriores. El pulido finali'a cuando la probeta es un

espe1o perfecto.

Materiales %ecesarios &ara la reali(aci-% de las metalora./as 'li0as1resi%a1 %ital1 diama%te e% s&ra*)

Una vez que tengamos la !o"eta ul#$a a ese%o la asa!emos o! el g!#&o '!o#a!emos on alohol etl#o ' sea!emos on #stola $e a#!e*


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+n la s#gu#ente #magen ve!emos el !oeso $e ul#$oomo va me%o!an$o a me$#$a que vamos am"#an$o auna l#%a m,s -na. a!a aa"a! on el a/o*

ATA('E (')M"CO

No!ma AS0M +12 4 2


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Objetivo: e!m#te o"se!va! la est!utu!a $el metal o alea#5n*

+6#sten $#ve!sos m7to$os $e ataque e!o el m,s ut#l#za$o es el $e ataquequm#o* Pasos a!a hae! un ataque qum#o8

• Sume!g#! la muest!a on a!a ul#$a ha#a a!!#"a en un !eat#voa$eua$o. o asa! so"!e la a!a ul#$a un algo$5n em"e"#$o en $#ho!eat#vo

• Lava la !o"eta on agua• +n%uaga on alohol o 7te!• Sea en o!!#ente $e a#!e ( #stola $e a#!e. sea$o!)

9un$amento8

• +l onst#tu'ente metalog!,-o $e ma'o! velo#$a$ $e !ea#5n seataa m,s !,#$o ' se ve!, m,s osu!o al m#!oso#o*

•

+l m,s !es#stente e!manee!, m,s "!#llante. !e:e%a!, m,s luz ' seve!, m,s "!#llante en el m#!oso#o*

+l ataque m,s usa$o es el %ital. (,#$o nt!#o ' etanol). a!a la g!anma'o!a $e los metales &e!!osos* A ont#nua#5n se ue$en ve! unos $e los!eat#vos om;nmente m,s ut#l#za$os

REACTIVOS DE ATA2UE PARA E3AMEN MICROSCOPICOREACTIVO DE

ATAQUE

COMPOSICION USOS

ACIDO NITRICO'NITAL)

A#$o Nt!#o 22ml

Ae!o $e "a%a alea#5n

CLORURO 45RRICO 6 ACIDO7IDROCLORICO

Clo!u!o &7!!#o


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O%$ER*AC"O+ METALOGR!"CA E+ M"CRO$CO#"O

+l m#!oso#o metalog!,-o es la he!!am#enta que e!m#te ve! $e &o!mala!a ' magn#-a$a las !o"etas $est#na$as a!a la !,t#a* Las a!tes $elm#!oso#o son8

>* Inte!!uto! $e enen$#$o*

?* Pe!#lla ont!ol $e #lum#nan#a8 Cont!ola la ant#$a$ $e luz que #lum#na lamuest!a*

3* 0u"o $e o"se!va#5n "#noula!*

1* Plet#na8 So"!e ella se oloan las !o"etas*


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* Cont!ol $e mov#m#ento en Y8 Pos##ona el o!ta$o! $el es7#men en el e%e Y

B* Cont!ol $e mov#m#ento en 8 Pos##ona el o!ta$o! $el es7#men en ele%e

=* Pe!#lla $e a%uste -no8 A%uste $e #magen -no*

>2* Pe!#lla $e a%uste g!ueso8 A%uste $e #magen g!ueso (B)*

VIDEO EXPLICACIÓN PREPARACIÓN METALOGRAFICA

htts8DDEEE*'outu"e*omDEathFvGq21&$MPCE@2

https://www.youtube.com/watch?v=q04fdMPCwB0https://www.youtube.com/watch?v=q04fdMPCwB0


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#ROCED"M"E+TO +ORMAL",ADO #ARA LA DETERM"+AC"-+ DEL TAMA.O DE GRA+O

Pa!a o$e! !eal#za! me$##ones so"!e las #m,genes o"ten#$as en elm#!oso#o es neesa!#o a%usta! el tama/o $e la #magen en el ael $emane!a que no se mo$#-que la magn#-a#5n o"ten#$a me$#ante elm#!oso#o* +n las #m,genes $e a"a%o se m#$#5. me$#ante la o"se!va#5n $euna !egl#lla en el m#!oso#o. el tama/o !eal $e las #m,genes o"se!va$as* Aa!t#! $e esto ue$e a%usta!se el tama/o $e las #m,genes a!a que no sevea mo$#-a$o el zoom o"ten#$o me$#ante el m#!os5#o*

0ama/o !eal $e las #m,genes o"se!va$as "a%o el m#!oso#o 5t#o.ut#l#zan$o el oula! $e >26 ' los o"%et#vos $e 26. ?26. ' 126*(Magn#-a#5n total G Mag* O* H Mag* O"%*)*

Para #$e las im!e%es ca&t$radas res&ete% la ma%i"caci-% delmicrosc-&io1 la circ$%.ere%cia de las im!e%es deber! te%er e% la


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+o0a $% di!metro de 89:mm* e esta mane!a. las $#stan#as me$#$asso"!e el ael esta!,n !ela#ona$as on las $#stan#as !eales so"!e la!o"eta me$#ante la magn#-a#5n M ut#l#za$a en el m#!os5#o*

La dure'a ! el tamao de grano son in#ersamente proporcionales, es decir, ama!or tamao de grano menor ser$ la dure'a.

+l tama/o $e g!ano en un ae!o es $e v#tal #mo!tan#a. sa"emos que ung!ano $emas#a$o g!an$e es mu' !oenso a &alla! o! un so"!es&ue!zoa$em,s $e se! m,s &!,g#l. s#n em"a!go un tama/o $e g!ano !egula! 'eque/o !esenta me%o!es on$##ones al t!a"a%o "a%o es&ue!zos. es#mo!tante a/a$#! que el tama/o $e g!ano en un ae!o $e-n#!, la

ont#nu#$a$ $e las !o#e$a$es me,n#as en un elemento $e maqu#na uot!o*

No!ma ASTM E112

Una $e las me$##ones m#!oest!utu!ales uant#tat#vas m,s omunes esaquella $el tama/o $e g!ano $e metales ' alea#ones* Nume!osos!oe$#m#entos han s#$o $esa!!olla$os a!a est#ma! el tama/o $e g!ano.estos !oesos est,n s#ntet#za$os en $etalle en la no!ma ASTM E112.Algunos t#os $e tama/o $e g!ano son me$#$os. tama/o $e g!ano $e la&e!!#ta ' tama/o $e g!ano $e la austen#ta*

Ca$a t#o !esenta !o"lemas a!t#ula!es aso#a$os on la !evela#5n $eestos "o!$es $e mane!a que ue$e o"tene!se un !ango e6ato* Los!#n#ales m7to$os a!a la $ete!m#na#5n $el tama/o $e g!ano!eomen$a$os o! la ASTM 'America% Societ* .or Testi% a%dMaterials) son8

•

Procedimie%to de Com&araci-%; #nvolu!a la oma!a#5n $e laest!utu!a $e g!ano on una se!#e $e #m,genes g!a$ua$as*


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• Procedimie%to Pla%im


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#ROCED"M"E+TO DE COM#ARAC"-+


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En el laboratorio se cuenta con un ocular especial para la medición del tamaño de grano

mediante el procedimiento de comparación. En la fotografía de abajo se observan las

distintas plantillas de comparación visualizadas a través de dicho ocular.

El círculo exterior tiene un diámetro de 175mm, y debe coincidir con el borde de la

imagen de la micrografía para respetar las magnificaciones.

El número de cada plantilla corresponde al tamaño de grano “G si se est! observando la probeta con una magnificación de "##$. En caso de utilizar otra magnificación debe

corregirse este valor mediante la suma del factor de corrección %.

&agnificaci"n & 'actor de correcci"n ( #ara &b) 100*+ () 664Log10

M

Mb

-0* 97100* 5

200* 7400*


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El método de comparación es m!s conveniente & bastante preciso en muestras de granos de

ejes iguales.

El número de tamaño de grano ASTM E puede obtenerse con' ()* n+"

,onde'

N = número de granos observados por pulgada cuadrada a una amplificación de 100X.


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CA$O #RACT"CO 1 3 #ROCED"M"E+TO DE COM#ARAC"-+

5emos obser6ado al microscopio al 07mero de aume0tos /889 y :emos colocado el

ocular para calcular el tama4o de gra0o; :acie0do coi0cidir el diámetro etodo de comparaci?0=

&agnificaci"n & 'actor de correcci"n ( #ara &b) 100*+ () 664Log10

M

Mb

-0* 97100* 5200* 7400*


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$OL'C"O+ CA$O #RACT"CO 1 @ #ROCED"M"E+TO DE COM#ARAC"-+


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#ROCED"M"E+TO #LA+"METR"CO

La #magen $e a"a%o muest!a en el centr !n c"rc!l cn !n# $!%er&c'e

(e )***++,* +l !ulo e6te!#o! t#ene un $#,met!o $e >>? 'tabla de%tro de los a&$%tes),

NA G g!anos o! mm?

NINTERNO = N g!anos $ent!o $el #!ulo

NINTERCEPTADO= N g!anos #nte!eta$o o! el #!ulo

M-t( JEFFERIES

+ste meto$o solo es al#a"le a est!utu!as $e g!anos equ#a6#ales. ' se

emlean !etangulos o !ulos $e un ,!ea $e


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CA$O #RACT"CO 2 3 #ROCED"M"E+TO DE #LA+"METR"CO

5emos obser6ado al microscopio al 07mero de aume0tos /889 y :emos colocado el

ocular para calcular el tama4o de gra0o; :acie0do coi0cidir el diámetro etodo pla0im>trico=

Datos

Aumentos 400x

Ninterno= 175

Ninterceptado= 23

Area de 5000mm2


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$OL'C"-+ CA$O #RCT"CO 2 3 #ROCED"M"E+TO DE #LA+"METR"CO


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$OL'C"-+ CA$O #RCT"CO B 3 #ROCED"M"E+TO DE #LA+"METR"CO

CA$O RE$'ELTO


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#ROCED"M"E+TO DE "+TERCE#C"O+

La #magen $e a"a%o muest!a las $#st#ntas geomet!as ut#l#za$as en la

me$##5n $el tama/o $e g!ano me$#ante el !oe$#m#ento $e #nte!se#5n*

a' va!#os m7to$os*

• M5TODO DE 7E6N, Las uat!o lneas !etas $e la #magen, Se hae al

menos en 3 os##ones $#&e!entes a!a log!a! un !ome$#o !azona"le*• M5TODO DE 7ILLIARD ut#l#za una #!un&e!en#a gene!almente $e >22.

?22 o ?


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Reglas de co0teo

Una #nte!e#5n es un segmento $e la lnea $e ensa'o que asa so"!e

un g!ano* Una #nte!se#5n es un onto $on$e la lnea $e ensa'o es

o!ta$a o! un "o!$e $e g!ano* Cualqu#e!a $e los $os ue$e onta!se

on #$7nt#os !esulta$os en un mate!#al mono&,s#o* Cuan$o se uentan

#nte!e#ones. los segmentos al -nal $e la lnea $e ensa'o que enet!an

$ent!o $e un g!ano. son anota$os omo me$#a #nte!e#5n*

Cuan$o se uentan #nte!se#ones. los untos e6t!emos $e la lnea $e

ensa'o no son #nte!se#ones ' no son onta$os e6eto uan$o toan

e6atamente un "o!$e $e g!ano. entones $e"e anota!se T #nte!se#5n*

• = on!itud total

• Ni = n" de !ranos

• # = #a!ni$icaci%n

• & = tama'o !rano A()#


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CA$O #RACT"CO B RE$'ELTO @ #ROCED"M"E+TO DE "+TER$ECC"-+ L"+EAL

Calcular el tama4o de gra0o por el m>todo i0tersecci?0 li0eal= Metodo 5ey0=

*atos:

= lon!itud total 100+150+150+100= 500mm

# = 400x


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CA$O #RACT"CO B RE$'ELTO @ #ROCED"M"E+TO DE "+TER$ECC"-+ L"+EAL

Calcular el tama4o de gra0o por el m>todo i0tersecci?0 li0eal= Metodo 5ey0=

100x


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,odemos usar tambi-n la tabla directamente +o=mm2 at 19 F 1= . mira la otra columna y me

dice /ue GF1= )ambi-n podemos calcularlo analticamente


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#ROCED"M"E+TO +ORMAL",ADO #ARA EL CLC'LO DEL #ORCE+TAHE DE !A$E$

No!ma AS0M +


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• PT es el n;me!o total $e untos $e la !e%#lla* Los estu$#os han

most!a$o que la &!a#5n unto es #gual a la .racci-% !rea AA ' a

la .racci-% vol$me% VV $e las a!tulas $e la segun$a &ase*

; AA ; == 88.. (7*

Se e6t#en$e un mo$elo $e !e%#lla ua$!a$o on >22 #nte!se#ones so"!e

este amo uat!o #nte!se#ones est,n $ent!o $e las a!tulas ' 1 en

la #nte!&ase*

jemplo

ara el siguiente an$lisis di#idimos la fotografía en cuadrados de > ) > mm.

• En la contabili'ación de los granos interceptados por cruces de la líneas se

contaron 73 de un total de 435 intersectos .

• ?allamos el porcenta1e de fase aplicando la formula :

fase ) 5/#/t+100 ; (73*455@ ; 4,B>@

./L L/7.L

• ara el siguiente an$lisis #imos la fotografía con líneas &ori'ontales de

>mm.

• En la contabili'ación de las líneas intersecadas con los granos se contó un

total de 44C mm, de un total de 45C5 mm.

• ?allamos le porcenta1e de fase aplicando la formula :

fase ) 58LiLt+100 ; (44C3@

./L P9: :7.

• ara el siguiente an$lisis pusimos la fotografía en un programa de autocad

para poder &allar las $reas de los granos.

• ic&as $reas &alladas las #imos entre total del $rea de las fotografías para

poder &allar los porcenta1es de fase.


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onde:

8. ) 55.7536

.t ) >4.53 ) BC.7 ; B74.B4C4

'v ) ..t ) 55.7536


36/36

#ROCED"M"E+TO +ORMAL",ADO #ARA E*AL'AR CO+TE+"DO DE "+CL'$"O+E$

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