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TEMA: ATAQUE QUIMICO OBJETIVOS: PRINCIPAL Analizar y verificar el desgaste y la oxidación del material ESPECIFICOS Conocer las diferentes características que presenta la probeta. Determinar cuál es el factor que afecta más al titanio. Determinar y diferenciar las propiedades que posee la muestra metalográfica. Aprender técnicas para la mejora del tatanio. MARCO TEÓRICO

ATAQUE QUÍMICO DE LA MUESTRA El propósito del ataque químico es hacer visibles las características estructurales del metal o aleación. El proceso debe ser tal que queden claramente diferenciadas las partes de la micro estructura. Esto se logra mediante un reactivo apropiado que somete a la superficie pulida a una acción química. Los reactivos que se sutilizan consisten en ácidos orgánicos o inorgánicos y el álcalis disueltos en alcohol, agua u otros solventes. En la tabla que se muestra a continuación se observan los reactivos más comunes. Las muestras pueden ahora atacarse durante el tiempo necesario sumergiéndolas boca abajo en una solución contenida en una caja de Petri. Un método opcional consiste en aplicar el reactivo con un gotero para ojos. Si el tiempo de ataque es demasiado corto, la muestra quedará subatacada y los límites de grano y otras configuraciones se verán desvanecidos e indistintos cuando se observen en el microscopio. Si el tiempo de ataque es demasiado largo, la muestra se sobre atacará y quedará muy obscura, mostrando colores no usuales. El tiempo de ataque debe controlarse muy cuidadosamente. La acción del ataque se detiene al colocar la muestra bajo una corriente de agua. Límpiese la muestra con alcohol y utilice una secadora de pelo para terminar de secarla. Cuídese de no frotar la muestra pulida y atacada con alguna tela o con los dedos, porque esto altera la condición superficial del metal. METALES

REACTIVO

Hierro y acero al Nital

COMPOSICION

OBSERVACIONE S

2 a 5% de ácido Obscurece la nítrico en alcohol perlita en aceros al

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carbono

metílico.

carbono Diferencia la perlita de la martensita: revela los límites de grano de la ferrita, muestra la profundidad del núcleo en los aceros nitrurados. Tiempo: 5 a 60 segundos

Picral

Para aceros al carbón y de baja aleación es tan bueno 4 g de ácido pícrico como el en 100 ml de nital para alcohol metílico. revelar los límites de grano de la ferrita. Tiempo 5 a 120 segundos.

5 g de ácido clorhídrico y 1 g de Ácido clorhídrico ácido pícrico. En y ácido pícrico. 100ml de alcohol metílico.

Revela los granos de austenita en los aceros templados y en los templados y revenidos.

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Características físicas Entre las características físicas del titanio se tienen las siguientes: Es un metal de transición. Ligero: su densidad o peso específico es de 4507 kg/m3. Tiene un punto de fusión de 1675 °C (1941 K). La masa atómica del titanio es de 47,867 u. Es de color plateado grisáceo. Es paramagnético, es decir, no se imanta debido a su estructura electrónica. Abundante en la naturaleza. Reciclable. Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecánicas. Es muy resistente a la corrosión y oxidación. Refractario. Poca conductividad térmica y eléctrica: No es muy buen conductor del calor ni de la electricidad. Características mecánicas Entre las características mecánicas del titanio se tienen las siguientes: Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable. Permite fresado químico. Maleable, permite la producción de láminas muy delgadas. Dúctil, permite la fabricación de alambre delgado. Duro. Escala de Mohs 6. Muy resistente a la tracción. Gran tenacidad. Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo. Material soldable. Permite varias clases de tratamientos tanto termoquímicos como superficiales. Puede mantener una alta memoria de su forma. Características químicas 3

Se encuentra en forma de óxido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta (hcp) llamada fase alfa. Por encima de 882 °C presenta estructura física centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta. La resistencia a la corrosión que presenta es debida al fenómeno de pasivación que sufre (se forma un óxido que lo recubre). Es resistente a temperatura ambiente al ácido sulfúrico (H2SO4) diluido y al ácido clorhídrico (HCl) diluido, así como a otros ácidos orgánicos, también es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede disolver en ácidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien en ácido fluorhídrico (HF), o con fluoruros en ácidos. A temperaturas elevadas puede reaccionar fácilmente con el nitrógeno, el oxígeno, el hidrógeno, el boro y otros no metales. Sus iones no tienen existencia a pH básicos. En la primera fase, tras un proceso de homogeneizació de tensiones, se aplicó un ataque químico a la superficie deimplante con una disolución de ácido sulfúrico y fluorhídrico a elevada temperatura. En la segunda fase, se procedió a someter el implante a un tratamiento térmico en horno. Las muestras fueron introducidas en envases estancos y seirradiaron para su esterilización con una dosis mínima de rayosgamma de 25kGy, procedentes de una fuente de cobalto-60 (Aragogamma S.A., Granollers, España). Después las muestras fueron analizadas en la zona del implante diseñada para entrar en contacto con el hueso sin ningún otro tipo de preparación. El acabado superficial de los tratamientos fue estudiado con un microscopio electrónico de barrido Jeol JSM-840 (Serveis Científico-Tècnics, Universitat de Barcelona). El potencial delcañón de electrones fue fijado a 15kV, con magnificación de 14 a 10.000 aumentos. La composición química superficial fue estudiada con dos técnicas complementarias en una zona fresada plana del extremo apical (un implante por lote). Se analizó la composición química superficial mediante la técnica de energía dispersiva de rayos X (EDS) con un equipo EDS Link-Inca conectado a un microscopio electrónico de barrido Leica Electroscan 360 (Serveis Científico-Tècnics, Universitat de Barcelona). Paralelamente, también se analizó mediante espectrometría de fotoelectrones (XPS) con un equipo Physical Electronics 5500 (Serveis Científico-Tècnics, Universitat de Barcelona). Esta técnica permite determinar lacomposición química superficial de una muestra en un espesor nanométrico. El equipo trabajó con una fuente de emisión con monocromador de rayos X en la banda Kα del aluminio, en un vacío ultra-alto de 0,6·10-6 Pa. El ángulo de detección fue de 90º. La calibración del espectrómetro se realizó con el pico Ag3d5/2 (367,8eV) y con 0,44eV de amplitud a media altura del pico con la fuente de aluminio como fuente de excitación. Se utilizó un cañón de iones de argón para el decapado de la muestra dentro de la cámara y la medida del espesor de la capa de óxido de titanio, con una velocidad promedio de decapado de 6nm/min. 4

La rugosidad se midió, tanto en superficie como sobre una línea o perfil, en tres zonas de la rosca y en la zona fresada plana del extremo apical (un implante por lote) con un PLμ de microscopía confocal con luz blanca (Sensofar, Terrassa, España). Este equipo consiste en un microscopio Nikon L150 con objetivo SLWD20x y un programa de reconstrucción y análisis. Este equipo consigue una reproducibilidad vertical inferior a 20nm y una resolución lateral de 0,91μm. En cada zona se recogió, como parámetros de rugosidad en área, la rugosidad media (Sa), la media de la raíz cuadrática de la rugosidad (Sq), la altura máxima (Sp), el volumen vacío por unidad de superficie (Sv) y la máxima distancia pico-valle (St).

BIBLIOGRAFÍA 

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