1. Objetivos
El objetivo de esta práctica es familiarizar esta técnica con el alumnado e interpretar y observar los resultados.
2. Fundamento
La metalografía estudia la constitución y estructura de metales y las aleaciones.
La forma más sencilla de este estudio es examinando las superficies metálicas a simple vista, pudiendo determinar de esta forma las características macroscópicas. El examen macroscópico se realiza generalmente sin preparación especial, pero a veces es necesaria una cuidadosa preparación de la superficie para poner en manifiesto las características macroscópicas- de las observación macroscópica se extraen criterios para el tipo de corte a realizar.
La forma más sencilla de este estudio es examinando las superficies metálicas a simple vista, pudiendo determinar de esta forma las características macroscópicas. El examen macroscópico se realiza generalmente sin preparación especial, pero a veces es necesaria una cuidadosa preparación de la superficie para poner en manifiesto las características macroscópicas- de las observación macroscópica se extraen criterios para el tipo de corte a realizar.
3. Materiales y reactivos
- Reactivo de ataque Nital 2% (2ml de HNO3 concentrado enrasado con 100ml de Alcohol etílico al 96%.
- Baquelita en polvo.
- Pasta de diamante.
- Papeles de lijas con distintos tamaños de grano.
- Paños de nailon,
- Alúmina.
- Montaje para pulir.
- Probeta metalográfica.
- Trozo de una varilla de acero,
- Microscopio metalográfico.
- Resina y endurecedor.
- Baquelita en polvo.
- Pasta de diamante.
- Papeles de lijas con distintos tamaños de grano.
- Paños de nailon,
- Alúmina.
- Montaje para pulir.
- Probeta metalográfica.
- Trozo de una varilla de acero,
- Microscopio metalográfico.
- Resina y endurecedor.
4. Medidas de seguridad
Ficha seguridad de ácido nítrico.
Ficha seguridad alcohol etílico.
Acatar las normas básicas de laboratorio como llevar calzado adecuado, bata de laboratorio o el pelo recogido. Trabajar con cuidado la hora de pulir y tener precaución con la resina y el endurecedor.
Ficha seguridad alcohol etílico.
Acatar las normas básicas de laboratorio como llevar calzado adecuado, bata de laboratorio o el pelo recogido. Trabajar con cuidado la hora de pulir y tener precaución con la resina y el endurecedor.
5. Procedimiento
- Corte:
- Se corta un trozo de varilla de acero, procurando que la altura del trozo no supere los 15mm.
- Una vez realizado el corte, debemos limar la zona con una lima para que quede la superficie a tratar totalmente lisa y sin imperfecciones.
- Montaje:
- Se realiza el montaje, la probeta debe de ser de entre 15 y 25mm de diámetro y una altura de 15mm.
- Se realiza en frío: se coloca la muestra con la superficie a examinar hacia abajo en el molde y se rellena éste con la resina y el endurecedor en proporción 2:1. El tiempo de curado depende de la resina.
- Desbaste grueso:
- Se usa una desbastadora con lijas de grano P220 y P500. Antes de pulir con la siguiente lija se debe girar 90º la muestra, a fin de eliminar el rayado realizado con la lija anterior. Las operaciones de desbaste con lijas de esmeril se hace en húmedo. Hacerlo a una velocidad de 300rpm.
- Se lava y se seca la muestra antes de pasar a la próxima etapa de esmerilado.
Probeta con los 90º dibujados
En esta foto podemos ver la desbastadora. Se puede ver sus partes; el botón de selección de velocidad en el extremo derecho, el botón de encendido del motor que gira la lija y por último el botón que enciende el motor del agua.
Las probetas se ponen en el soporte con los círculos que vemos en la imagen y se ajusta para que estén bien sujetas y se puedan desbastar uniformemente.
6. Resultados experimentales
Las probetas se ponen en el soporte con los círculos que vemos en la imagen y se ajusta para que estén bien sujetas y se puedan desbastar uniformemente.
- Desbaste fino:
- Se utilizan lijas de grano cada vez más finos; P800, P1200 y repetimos una vez más con P1200 por ausencia de otro más pequeño. La velocidad será de 150rpm.
- Cada vez que se vaya a cambiar de lija, deben lavarse bien así como la probeta y las manos del operario.
- El desbaste termina cuando se observa mediante lupa solamente las rayas del último papel empleado.
- Pulido:
- Se coloca sobre la pulidora un paño y se añade suspensión de diamante (3 micrómetros) ya preparada.
- Se sujeta la muestra en una posición sobre la rueda, sin hacer girar, hasta que se hayan eliminado la mayoría de las rayas anteriores.
- Se prepara una suspensión de alúmina de 1 micra en agua y se introduce la probeta y se moja la superficie desbastada.
- Se sujeta la muestra de la misma forma anterior y se observa que se hayan eliminado la mayoría de las rayas anteriores.
- Lavamos bien con agua y observamos al microscopio.
- Ataque:
- Se prepara el reactivo de ataque poniéndolo en un vidrio de reloj.
- Se sumerge la superficie de la probeta tratada y se deja durante unos 15-20 segundos.
- Se lava bien con agua caliente y con un algodón húmedo con alcohol etílico.
- Antes del ataque debe lavarse también con agua caliente y alcohol etílico en un algodón.
6. Resultados experimentales
- Desbaste grueso:
Éste es el resultado del primer desbaste con la lija de P220, podemos observar como se ha quedado la superficie bastante lisa.
Aquí podemos observar el resultado con la lija de P500.
- Desbaste fino:
Podemos observar que después del desbaste con la lija P800 la superficie es como un espejo. Lo que quiere decir que el procedimiento se está realizando con éxito.
- Pulido:
En esta imagen podemos observar la probeta con la pasta de diamante.
Éste es el resultado final del desbaste y pulido. Como se puede observar, es completamente un espejo, se puede ver perfectamente el objeto que refleja.
- Ataque químico:
Ésta foto corresponde a la imagen microscópica de la probeta antes del ataque químico. Como se puede observar se ven las líneas de pulido, por lo que no está del todo bien hecho.
Ésta foto corresponde a la probeta después del ataque químico. Se puede ver perfectamente que el ataque a afectado.
7. Observaciones
Tras el pulido con la pasta de diamante, la superficie de la probeta quedó más rayada que antes de hacerle el pulido. Puede ser por no haber limpiado bien la superficie o por no haber mojado lo suficiente el paño.
El ataque químico puede observarse que ha provocado un cambio en la probeta. Explicaremos el porqué en las conclusiones.
8. Conclusiones
Como hemos observado la probeta sufrió un pulido incompleto por lo que al realizar el ataque químico, el reactivo ha atacado mucho por las grietas provocando una degradación mucho más profunda. Las manchas que observamos son pequeños agujeros donde el reactivo ha entrado y ha atacado más. Esto quiere decir que al ser la superficie microscopicamente muy irregular, el reactivo atacó más por otras zonas que por otras al estar expuestas más superficie del acero.Si comparamos esta imagen con otras realizadas
Ésta imagen corresponde a un ataque con nital a un acero después del pulido. Como se puede observar, es bastante parecido nuestro resultado, pero éste se ve que al no tener agujeros ni demasiada diferencia en la superficie, el ataque ha sido de forma casi homogénea.
