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• Juan Carlos Bernal

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República Bolivariana de Venezuela Universidad Nacional Yacambú Vicerrectorado Académico Facultad de Ingeniería

Práctica N° 5 Ataque Químico

Estudiantes: Carlos Bernal III-173-00385 Juan Bernal III-163-00020 Nathaly Villavicencio IIIProf: Jazmín Duran

Cabudare; 2019.

INTRODUCCIÓN Como bien sabemos, en las prácticas anteriores preparamos cuidadosamente la muestra con el desbaste y el pulido, y en esta práctica realizaremos finalmente el ataque químico el cual nos va a permitir revelar la microestructura de la probeta metalográfica y determinar las características y detalles estructurales de la probeta, lo que obviamente observaremos a través de un microscopio. Es importante conocer bien los criterios del ataque, para realizar de la mejor manera la técnica del reactivo químico en la muestra metalográfica. DESARROLLO Ataque químico El ataque químico es el método más empleado, y consiste en exponer la muestra a la acción de un reactivo de carácter ácido. Dicho ácido reacciona preferentemente con los átomos de la superficie que tienen mayor energía (los más reactivos), es decir, los que se encuentran en los límites de grano, maclas,… Este arranque selectivo de átomos hace que dichas zonas no reflejen perfectamente la luz, mostrándose en un tono más oscuro. La micrografía de la muestra, tras el ataque con el reactivo revelador, pone de manifiesto los límites de grano existentes. Las distintas fases del material y las diferentes orientaciones de los granos de una misma fase también se comportan de modo distinto frente al reactivo, por lo que aparecen contrastadas cuando se observan al microscopio. El fundamento se basa en que el constituyente metalográfico de mayor velocidad de reacción se ataca más rápido y se verá más oscuro al microscopio, y el menos atacable permanecerá más brillante, reflejará más luz y se verá más brillante en el microscopio. La importancia del ataque químico radica precisamente en que este permite poner en evidencia la estructura del metal o aleación, el ataque mejora el contraste en las superficies a fin de visualizar la micro o macroestructura.

Tipos de ataque y sus procesos -

Ataque químico

El ataque químico requiere la inmersión completa de una muestra preparada, normalmente esmerilada (para visualizar la macroestructura) o con pulido fino (para visualizar la microestructura), en un fluido de ataque (reactivo). El ataque para visualizar la macroestructura permite estudiar la superficie de la muestra a ojo o con lupa (ampliable hasta 25 aumentos). Mientras que el ataque para visualizar la microestructura permite la inspección microscópica a aumentos de hasta 1.000 veces (microscopio óptico) o más (microscopio electrónico). El ataque en disolución permite realizar ataques específicos en los límites de grano, superficie de los granos y fases. Durante el ataque por precipitación (color) se forma una película fina sobre la superficie con un grosor determinado, dependiendo de la composición química u orientación de los granos. -

Ataque electrolítico

El ataque electrolítico requiere una pieza de conductividad homogénea. El pulido inicial necesario de la superficie puede realizarse mediante un esmerilado y pulido mecánico para obtener una superficie más lisa, aunque con deformaciones y/o arañazos. El pulido electrolítico produce menos deformaciones con redondeo de bordes y un posible lavado de fases.

El principio del ataque electrolítico es el mismo que el del ataque químico, excepto que la muestra se coloca como un ánodo en la célula galvánica, lo que resulta en la eliminación de material de la superficie de la muestra. En investigaciones especiales de materiales con base de aluminio se puede aplicar un ataque electrolítico que forme una capa anodizada en la superficie de la muestra bien pulida y analizar bajo una luz polarizada (ataque Barker). Métodos de ataque Existen diversos métodos de ataque, como por ejemplo rociando el reactivo o empañando la muestra con un paño, pero en nuestro caso, la metodología aplicada es la de inmersión.

Diferentes reactivos de ataque químico En el siguiente cuadro se adjuntan los reactivos más usados con su respectiva composición y en que materiales se aplican

Factores que ocasionan la pérdida de su función una vez preparada. Existen muchas causas por las cuales los reactores de ataque pueden perder su función al ser preparados entre ellos la contaminación con otros reactivos; pues al ser expuesto a diferentes compuestos químicos va perdiendo o cambiando el efecto para el cual fue diseñado; otro factor relevante es el mal almacenaje debido a que la mala posición o dejar mal cerrado el embase que lo contiene o

algún otro factor de desorden y descuido podría generar que sus compuestos químicos puedan perder su funcionamiento y la efectividad de la misma, y la expiración de su fecha de vencimiento pues pierde el efecto funcional en función del tiempo. Fenomenología del mecanismo de ataque químico Previamente hemos venido trabajando la pieza con procesos como el desbaste y el pulido que producen una distorsión natural a la superficie de la probeta y eso va a hacer que ocurra un desorden cristalográfico y va a dejarnos la superficie de la muestra bastante expuesta a la acción del reactivo; Entonces cuando se aplica el reactivo químico va a producir reacciones químicas con diferentes velocidades de reacción, y cuando se coloca bajo el agua y se detiene el proceso, se va a revelar con más intensidad el micro constituyente cuya velocidad de reacción sea más rápida, y se mancha más la muestra. También está ocurriendo una diferencia de potencial entre los elementos catódicos y anódicos del material. El ataque químico posee sus fundamentos en la destrucción selectiva de la superficie por el reactivo, al ser expuesta la probeta al ataque químico; además la diferencia de potencial entre constituyentes también forma parte del funcionamiento básico y el reactivo y la reacción química entre los mismos constituyentes y el reactivo de igual forma.

Pasos para realizar el ataque químico de una muestra Después del pulido, la superficie plana de una muestra metalográfica, observada al microscopio, se presenta especular y sin contrastes apreciables. En tales condiciones pocas cosas, aunque sean importantes, pueden ser observadas: eventuales micro naturalezas, principios de corrosión, incursiones no metálicas. En definitiva, además de las discontinuidades (roturas), puede ser individualizado y reconocido todo lo que presenta una coloración propia, distinta del resto de la masa metálica cuya estructura no puede ser observada si no se ha previsto atacar la superficie mediante los oportunos reactivos químicos.

Por tanto, el objeto del ataque químico, es evidenciar la estructura, o bien permitir, a través de una acción selectiva, la diferenciación de los distintos componentes cristalinos de la aleación, o por la diversa intensidad de la corrosión de los mismos o por la diversa coloración de los productos de la reacción. La solución química usada depende del material que compone la muestra, la temperatura y tiempo del ataque, el efecto deseado en la superficie entre otros. Los materiales utilizados para la realización del proceso de ataque químico son guantes de látex, agua, en este caso para el tipo de material de la probeta se va utilizar metanol y nital. La muestra debe estar limpia y seca, posteriormente se debe impregnar la superficie de nital, toda la cara donde se haya realizado el pulido anteriormente, se debe contar de 6 a 8 segundos para que el ataque químico sea más efectivo, luego de esperar este tiempo estimado se debe retirar el reactivo con abundante agua para limpiar la superficie y cortar la reacción química. Lego se debe aplicar y enjuagar con metanol la muestra para que el secado sea más rápido, este proceso se debe realizar con aire caliente utilizando un secador de mano, cuando la probeta ya se encuentre seca se debe colocar en la placa del microscopio metalográfico y observar el proceso de ataque químico, visualizar defectos que pudo a ver sufrido la probeta, para un posterior análisis. Es importante mencionar que para el proceso no se debe colocar el reactivo más de 8 segundos como se plantea anteriormente ya que se puede producir manchas de corrosión o .la superficie puede estar afectada por un sobre ataque tapando la estructura expuesta. Se debe evitar secar la muestra con otro tipo de material ya sea alguna tela o con los dedos, ya que esto altera la condición superficial del metal. Aplicación El ataque químico se pude ver reflejado en todas las industrias en general y en particular en las empresas de fabricación, transformación o montaje de todo tipo de máquinas y productos donde emplean materiales como metales férricos o no

férricos, plásticos, vidrios, maderas, etc., ya que existe el término ‘tratamiento de superficie’ engloba una parte muy importante de algunos tratamientos que actualmente son imprescindibles, esto es así porque las nuevas tecnologías requieren que en la construcción, manipulación, ensamblaje, o acabado decorativo de cualquier pieza, se tengan que hacer diversos tratamientos intermedios o de acabado final. Sin embargo no solo el ataque químico es el único tratamiento que se aplica, los tratamientos de superficie incluyen procesos diversos como fundir todo tipo de materiales, desbarbarlos, pulirlos, tratarlos como ya se mencionó térmica o químicamente, acondicionarlos con lavados, fosfatados, pasivados, etc, para después ser pintados, lacados, plastificados, vulcanizados, o bien tratados termoquímicamente mediante deposiciones de carbono, nitruro, vapores para azulados, pavonados, entre otros. CONCLUSIÓN

Es importante que como ingenieros industriales tengamos la capacidad de realizar un ataque químico, ya que con él se podrá revelar las características metalográficas de la probeta. Se pudo concluir que en la practica la superficie de la probeta fue atacada satisfactoriamente, y se opacó su color, más en algunas partes en donde posiblemente ocurrió un sobre ataque. Se pudo comprender la técnica y los objetivos de la practica fueron alcanzados. BIBLIOGRAFÍA

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Ataque químico https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Etching

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Tipos de ataque https://materialografia.es/ataque-quimico/