Post on 24-Jul-2015
Metalografía
Metalografía es la rama de la ciencia relativa al estudio de la constitución y estructura de los metales y aleaciones. A través de los estudios metalográficos se establece la relación que existe entre la composición, estructura y propiedades.
Habitualmente se asocia Metalografía con el estudio de la microestructura. Sin embargo, el término tiene un sentido más amplio e involucra también a la macroestructura y a la estructura atómica.
Microestructura
Es la estructura de metales y aleaciones tal como se observa revelada por el microscopio metalográfico, después de una adecuada preparación. En general, unaumento mayor a 25X.
También se suele denominar estructura metalográfica.
Sus principales constituyentes son las fases o grupos de fases distribuidos con una cierta configuración.
La microestructura se puede relacionar con:
Composición
Propiedades mecánicas
Propiedades físicas
Procesos de fabricación
Tratamientos térmicos
Deformación plástica y recristalización
Recubrimientos superficiales
Mecanismos de daño
Metalografía orientada al estudio de la microestructura
Aplicación de un conjunto de metodologíascomprendidas por técnicas de ensayo, analíticas yespeciales, con el objetivo de revelar, analizar ydocumentar la microestructura de metales y
aleaciones.
Bibliografía: Metallography, Principles and Practice, G.F.VanderVoort, McGraw-Hill, Series in Materials Sciencie andEngineering, 1984.
Metalografía
Clasificación de acuerdo a la forma de obtención y procesamiento de la muestra para el análisis de la microestructura:
• Metalografía destructiva
• Metalografía no destructiva o de campo
Metalografía no destructiva
Se realiza sin afectar la prestación delcomponente desde el punto de vistaestructural.
Como tal el análisis está limitado a una zona oporción del componente y a partir de éstese extrae información sobre el resto.
Selección de las muestras
La selección de la zona a analizar es de sumaimportancia debido a que ésta debe serrepresentativa del material a analizar.Generalmente, el propósito del análisismetalográfico determinará la localización delespécimen a ser estudiado.
Con relación al propósito del estudio se puederealizar la siguiente clasificación:
Estudios generales o trabajos de rutina
Análisis de fallas
Estudios de investigación
MICROSCOPIO METALOGRAFICO
COMPONENTES PRINCIPALES
• Objetivos
• Oculares
• Iluminador
• Diafragma de apertura
• Diafragma de campo
• Medio espejo
• Filtros
• Platina
• Pantalla de proyección
ILUMINACION VERTICAL
• Llamada técnica de
campo claro.
• La luz incide en forma
normal a la superficie.
Campo claro
Contraste
diferencial
interferencial
Campo oscuro
Acero al carbonoReactivo corrosivo
PerlitaReactivo corrosivo
500X 1000X
Acero al carbonoEfecto de 2 reactivos corrosivos
Picral Nital
Ferrita en acero de bajo carbono
Reactivo corrosivo Reactivo color
Latón alfa
Reactivo corrosivo Reactivo color
Estudio comparativo de reactivos
Nital / Picral
Reactivo color SCd
Picrato de sodio
Reactivo color SPb
Metalografía no destructiva
• Metalografía de campo
• Metalografía mediante réplicas
METALOGRAFÍA DE CAMPO
• Desbaste
• Esmerilado
• Pulido mecánico o electrolítico
• Revelado de la microestructura
• Observación con microscopio portátil
Metalografía de réplicas
• Desbaste.
• Esmerilado.
• Pulido mecánico o electrolítico.
• Revelado de la microestructura.
• Observación en campo
• Obtención y acondicionamiento de una réplica de la microestructura.
• Procesado de la réplica en el laboratorio
Equipo para desbaste grueso. Se emplean piedras abrasivas o lijas rotativas de grano equivalente en el rango de 80 a 180. Tiene como objetivo eliminar películas de óxido y material afectado según sea el objetivo del trabajo.
Equipo para para esmerilado y pulido mecánico. Se puede utilizar un taladro de velocidad variable con un elemento flexible en el mandril donde se adhieren las lijas o paños.
Elementos flexibles para montaje de lijas y paños utilizados para esmerilado y pulido mecánico. Están constituidos por un vástago y un cuerpo de goma.
Equipo portátil para desbaste, esmerilado y pulido
Equipo portátil para pulido electrolítico
Pulido con tampón
Revelado de la microestructura
Para el revelado de la microestructura se aplican procedimientos similares a los analizados para el trabajo en laboratorio.
La principal limitación esta relacionada con la aplicación de la técnica de réplicas.
Para obtener una réplica de buen contraste es necesario aplicar un reactivo que genere un relieve que pueda ser copiado.
Los reactivos que producen coloreado pueden ser aplicados pero la microestructura debe ser observada en campo.
Observación en campo
Microscopio portátil
Elementos para réplicas
Uno de los kit que se ofrecen comercialmente para réplicas consiste en: réplica de 2 x 1 cm, solvente para ablandar la película que copia y porta objetos de vidrio para su montaje.
Componentes de las réplicas
Soporte de papel
Pegamento
Película reflectiva
Soporte de acetato
Película de copiado
2 cm
1 cm
Forma y dimensiones de la réplica
Obtención de la réplica
Acondicionamiento de la réplica
Metalizado para aumentar el contraste
Esquema del equipo de metalización al vacío
A: filamento
B: material de la película
C: Película depositada
D: Espécimen
E: Soporte
F: Bomba de vacío
Acondicionamiento de la réplica
Efecto del metalizado
Réplica metalizada Réplica sin metalizar
Comparación réplica – originalAcero cromo molibdeno envejecido
Réplica Original
MICROESTRUCTURA
Procesos de fabricación
Propiedades mecánicas
Propiedades físicas
Tratamientos térmicos
Deformación plástica y recristalización
Recubrimientos superficiales
Mecanismos de daño
Estructura dendríticaLatón 60-35, (claro) (oscuro)
Exterior Núcleo
Latón 70 - 30Recocido
Variación de los componentes en la dendrita
Aleación Cu – SnFormación del peritéctico + liq.
(blanco), (gris), Fase rica en Sn (negro)
Aleación Sn – NiPeritéctico: NiSb + Liq. NiSb2
Eutéctico: Liq. NiSb2 + Sb
NiSb (gris), NiSb2 (negro), Eut. (NiSb2 + Sb)
Acero al carbono Laminado en caliente
Acero al carbono 0.21 %
Fundido, normalizado y recocido
PROPIEDADES MECANICASInfluencia de la forma del grafito en fundiciones
PROPIEDADES MECANICASAceros para herramientas D2 y D3
PROPIEDADES FISICASEfecto del oxígeno en cobre fundido
0.024 %
0.05%
0.09 %
0.18 %
TRATAMIENTOS TERMICOS
Cementación
Carbo-nitruración
Nitruración
DEFORMACION PLASTICA
Secuencia de laminado en frío acero carbono 1008
10 % 20 % 30 %
DEFORMACION PLASTICA
Secuencia de laminado en frío (continuación)
40 % 50 % 60 %
DEFORMACION PLASTICA Y RECRISTALIZACION
Laminado en frío y recristalización
90 % Comienzo de recristalización Crecimiento de granos
RECUBRIMIENTOS SUPERFICIALES
Galvanizado
Aluminizado
Cromado
METALOGRAFIA APLICADA A
ESTUDIOS DE CORROSION
PICADO INOXIDABLE 304
CORROSION FATIGA INOX. 316
CORROSION BAJO TENSIONES
INOX. 304
CORROSION SELECTIVA
FUNDICION GRIS
CORROSION LOCALIZADA
(GALVANICA) ACERO LAMINADO EN
CALIENTE
CORROSION INTERGRANULAR TUBO DEACERO SOLDADO
Corrosión intergranular de una unión soldada
DESZINCFICACION
Latón 70 - 30
GRAFITIZACIONAcero al carbono de 0.15 % C
FATIGA TERMICA
Acero al carbono
sometido a diversos
ciclos térmicos
a altas temperaturas
DAÑO POR HIDROGENO
Acero al carbono.
Fisura generada por
la formación de CH4
DAÑO POR HIDROGENOEstructura soldada con fisura en la HAZ