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• Sebastian Simbaña

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS- ESPE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA D E INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES

Ing. Víctor Manuel Andrade Yánez

Montaje, obtención, pulido mecánico y pulido químico de probetas metalográfica destinadas a la observación microscópica. Luis Mena Jeremy Molina Pablo Núñez

NRC: 1722

18 de Noviembre del 2015

Sangolquí, Pichincha, Ecuador

2

Contenidos

I.

TEMA ................................................................................................................................................................... 3

II.

OBJETIVOS .................................................................................................................................................... 3

III.

INTRODUCCION ........................................................................................................................................... 3

IV.

MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................................... 3

V.

MATERIALES Y EQUIPOS ............................................................................................................................. 4

VI.

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................................ 4

VII.

PRÁCTICA ...................................................................................................................................................... 5

VIII.

CONCLUSIONES ....................................................................................................................................... 6

REFERENCIAS .......................................................................................................................................................... 6

3 Resumen- La preparación de la probeta consiste, en general, en obtener primero una superficie plana y semipulida, mediante el empleo de papeles de esmeril de finura de grano creciente o realizando este desbaste con discos adecuados sobre los que se deposita un abrasivo, terminando con un pulido fino y final sobre discos provistos de paños. El final de la operación es la obtención de una superficie especular que es la requerida para, después, efectuar el ataque y observar adecuadamente la estructura. Abstract- The specimen preparation generally consists in first obtaining a flat, semi-polished surface, by using emery paper of increasing grain fineness of the grinding or performing with suitable discs on which is deposited an abrasive, a polishing finishing fine and final on disks provided with cloths. The final operation is to obtain a specular surface that is required to then effect the attack and properly observe the structure.

I.

TEMA

Montaje, Obtención, pulido mecánico y pulido químico de probetas metalográfica destinadas a la observación microscópica.

II.

OBJETIVOS

 Practicar procedimientos para observación y análisis de muestras metálicas bajo el microscopio. 

Determinación de parámetros cualitativos y cuantitativos en la preparación de muestras metalográficas.

III.

INTRODUCCION

La metalografía es, esencialmente, el de las características estructurales o de constitución de un metal o una aleación para relacionar ésta con las propiedades físicas y mecánicas.

Sin duda alguna, la parte más importante de la metalografía es el examen microscópico de una probeta adecuadamente preparada, empleando aumentos que, con el microscopio óptico, oscilan entre 100 y 2000 aumentos, aproximadamente. Tales estudios microscópicos, proporcionan una abundante información sobre la constitución del metal o aleación investigados. Mediante ellos se pueden definir características estructurales, como el tamaño de grano, con toda claridad; se puede conocer el tamaño, forma y distribución de las fases que comprenden la aleación y de las inclusiones no metálicas, así como la presencia de segregaciones y otras heterogeneidades que tan profundamente pueden modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal.

IV.

MARCO TEÓRICO

METALOGRAFIA La metalografía estudia la estructura microscópica de los metales y sus aleaciones. Antes de observar un metal al microscopio, es necesario acondicionar la muestra de manera que quede plana y pulida. Plana, porque los sistemas ópticos del microscopio tienen muy poca profundidad de campo y pulida porque así observaremos la estructura del metal y no las marcas originadas durante el corte u otros procesos previos. Las fases de preparación de la probeta metalográfica son las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5.

Corte de la muestra. Montaje (opcional) Desbaste Pulido Ataque químico o electrolítico.

CORTE DE LA MUESTRA El corte es un proceso en el que se produce calor, por fricción, y se raya el metal.

4 Si el corte es muy agresivo, no veremos el metal que queremos estudiar sino la estructura resultante de la transformación sufrida por el mismo. Para reducir estos efectos al mínimo, hay que tener en cuenta las siguientes variables: lubricación, corte a bajas revoluciones y poca presión de la probeta sobre el disco de corte. Las cortadoras metalográficas están provistas de sistemas de refrigeración, regulación de la velocidad de giro del disco y de la presión de corte.

DESBASTE Durante el proceso de desbaste se eliminan gran parte de las rayas producidas en el corte.

MICROSCOPIO METALOGRÁFICO El microscopio metalográfico se diferencia del ordinario, fundamentalmente, en su sistema de iluminación. La luz no puede atravesar el metal y por tanto la luz entra en el objetivo después de ser reflejada en la probeta metálica. Los microscopios metalográficos suelen llevar un acoplador para montar una cámara fotográfica o de video ya que, para poder estudiar mejor la estructura del metal, se obtienen microfotografías. En la imagen puede verse la probeta sobre la pletina del microscopio, debajo están los objetivos y a la derecha la fuente de luz.

Se realiza en una pulidora empleando discos abrasivos de distintos diámetros de partícula, cada vez más finos. Cada vez que se cambia de disco, es muy importante limpiar muy bien la probeta con agua abundante para eliminar los posibles restos de partículas del disco anterior, así evitamos que se produzcan rayas por partículas que hayan podido quedar del disco anterior cuando estamos trabajando con un disco de grano más fino.

V.

MATERIALES         

PULIDO Se realiza con paños especiales, del tipo de los tapices de billar. Como abrasivo, se puede utilizar polvo de diamante o alúmina. El primero se aplica con un aceite especial, para lubricar y extender la pasta de diamante y el segundo con agua. En el pulido apenas hay arranque de material y lo que se pretende es eliminar todas las rayas producidas en procesos anteriores. El pulido finaliza cuando la probeta es un espejo perfecto. En la fotografía aparece la probeta antes de ser tratada con Nital-5 (nítrico en etanol al 5%) . Después del ataque perderá su brillo.

MATERIALES Y EQUIPOS

Diferentes Materiales metálicos. Cortadora de discos buehler Prensa hidraulica buehler Baquelita premoldeada Termómetro digital Pulidora desbastadora buehler Pulidora manual buehler Pulidora de disco buehler Camara fotografica.

VI.    

PROCEDIMIENTO

Acerque la muestra al esmeril. Observe la forma y color de las chispas. Mida las estelas de las chispas. Tome fotografías de las chispas para el respectivo análisis y comparación.

5

VII.

PRÁCTICA

Medidas de la Longitud de Chispa Material

Longitud de Chispa

Color de Chispa

Cobre

No presenta chispa

Ninguna

Acero

Aprox. 100 cm

Anaranjado

Plomo

Apox. 25 cm

Aluminio

No produce chispa

Hierro colado

Densidad

8960

𝐾𝑔 𝑚3

7850

𝐾𝑔 𝑚3

Amarillo Anaranjado

11340

𝐾𝑔 𝑚3

Ninguna

2.69

𝑔 𝑐𝑚3

7,87

𝑔 𝑐𝑚3

7.83

𝑔 𝑐𝑚3

Amarillo Anaranjado Aprox. 30cm

Acero inoxidable

Fotografía

Aprox. 75 cm

Anaranjado intenso

6

VIII.

CONCLUSIONES

 Todos los materiales a excepción del cobre, presentaron chispa.  La prueba de chispa es un método sencillo para determinar a nivel mundial los principales componentes de una muestra de hierro fundido, acero al carbono o acero aleado. 

IX. 

RECOMENDACIONES

.Es importante tener patrones de composición conocida de los materiales utilizados en la práctica de tal forma que al realizar el ensayo se facilite el tomar decisiones con puntos de referencia para comparación.

X.

ANEXOS

REFERENCIAS [1] Avner Sidney, Introducción a la Metalurgia Física. [2] Flinn-Trojan, "Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones.