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• Luis Diaz

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INFORME DE ANÁLISIS METALOGRÁFICO

RESUMEN:

En este informe presentamos nuestra experiencia de Análisis Metalográfico, en donde cortamos una muestra de acero 1045 para su posterior montaje en un material Termofijador, luego se realizo el pulido en busca de un acabado espejo, para terminar se hizo el ataque químico con una solución de Acido Nítrico en Alcohol. Finalmente llevamos la muestra al Microscopio Metalográfico Invertido para observar las microestructuras del material.

OBJETIVOS

   

Identificar los pasos que se deben seguir para realizar un ensayo metalográfico. Identificar mediante una observación microscópica la microestructura de aceros reconociendo así las fases y compuestos presentes y los tratamientos térmicos que han sufrido las probetas. Relacionar las características estructurales del acero con sus propiedades físicas o mecánicas. Determinar los factores de los cuales depende el tamaño de grano de un material y conocer su influencia sobre las propiedades mecánicas de este.

PALABRAS CLAVES: Análisis Metalográfico, Diagrama Hierro-Carbono, acero 1045, Resina Termofijadora o Termoplástica.

Concepto 

La metalografía es la ciencia que estudia las características estructurales o constitutivas de un metal o aleación y las relaciona con las propiedades físicas y mecánicas. Algunas de las características estructurales son el tamaño de grano, el tamaño, forma y distribución de las fases que comprenden el material y de las inclusiones no metálicas, así corno la presencia de segregaciones y otras irregularidades que profundamente pueden modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal

La microestructura revelará el tratamiento mecánico y térmico del metal y, bajo un conjunto de condiciones dadas, podrá predecirse su comportamiento esperado.

La experiencia ha demostrado que el éxito en el estudio microscópico depende en mucho del cuidado que se tenga para preparar la muestra. El microscopio más costoso no

revelará la estructura de una muestra que haya sido preparada enforna deficiente. El procedimiento que se sigue en la preparación de una muestrees comparativamente sencillo y requiere de una técnica desarrollada sólo después de práctica constante. El último objetivo es obtener una superficie plana, sin ralladuras, semejante a un espejo. Las etapas necesarias para preparar adecuadamente una muestra metalografía se relaciona con el procedimiento de preparación de probetas, el cual se discutirá más adelante. El propósito de estos ejercicios es ofrecer una práctica de metalografía simple donde se pueda apreciar una demostración de estructuras clasificadas según su formación, en una serie de grupos lógicos, proporcionándose probetas típicas para cada grupo. Aunque es verdad que cualquier proceso de cristalización origina estructuras variadas, las características generales son análogas en todos ellos. Sin embargo, se ha evitado trabajar con demasiadas probetas, ya que no se podría destacar claramente el esquema general de su comportamiento. 2 OBJETIVOS   

Aplicar y utilizar de manera optima la información y los equipos durante la experiencia. Obtener una probeta en excelentes condiciones para el análisis. Lograr observar en el microscopio las microestructuras esperadas en el material.

3 MARCO TEORICO Para empezar a discutir sobre metalografía primero se deben manejar ciertos conceptos que se discuten en el curso de teoría de Ciencia y Tecnología de los Materiales. 3

.1 ESTRUCTURA CRISTALINA Lo primero es comprender que un metal está internamente ordenado en celdas cristalinas como por ejemplo la celda cúbica simple, y otras de mayor complejidad como la celda cúbica centrada en el cuerpo que se muestra en la figura 1.Cuando el metal fundido solidifica, en varios puntos se comienzan a reunir moléculas y forman un núcleo ordenado que crece en todas direcciones. Las figuras 2 y 3 ilustran la asociación de dos celdas vecinas en un diagrama simple en una maqueta.

Las agrupaciones de celdas que comienzan a solidificar, crecen tridimensionalmente hasta toparse unas con otras, deteniendo el crecimiento. Esto produce zonas en las cuales la red cristalina está ordenada las que llamaremos granos y zonas denominadas límites de grano o fronteras de grano. 3.2 FERRITA En metalurgia una de las estructuras cristalinas del hierro. Cristaliza en el sistema cúbico centrado en el cuerpo (BCC) y tiene propiedades magnéticas. Se emplea en la fabricación de: imanes permanentes aleados con cobalto y bario; en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, zinc o manganeso. 3.3 AUSTENITA Es una forma de ordenamiento distinta de los átomos de hierro y carbono. Ésta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900 a 1400 ºC. Está formado por una disolución sólida del carbono de hierro, lo que supone un porcentaje máximo de C del 2,11%. Es dúctil, blanda y tenaz. 3.4 CEMENTITA Es un constituyente de los aceros, y otras aleaciones férreas como las fundiciones blancas, que aparece cuando el enfriamiento de la aleación sigue el diagrama meta estable F-Fe3C en vez de seguir el diagrama estable hierro-grafito. La cementita tiene un 6,67% en peso de carbono, y es un compuesto intermetálico de inserción. Si bien la

composición química de la cementita es Fe 3C, la estructura es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda. 4 MATERIALES Y EQUIPOS         

Bata. Acero 1045. Cortadora con Disco Abrasivo. Baquelita (roja). Montadora de Probetas en Caliente. Lijas (No.120 a No.400). Desbastadora/Pulidora Automática. Solución de Acido Nítrico en Alcohol. Microscopio Metalográfico Invertido.

5 METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTOS 5.1CORTE La muestra debe ser de un tamaño de fácil manipulación. Una muestra blanda se puede aplanar si se mueve lentamente hacia arriba y abajo a través de una superficie de una lima plana poco áspera. La muestra plana o dura puede esmerilarse sobre una lija de banda, manteniendo la muestra fría sumergiéndola frecuentemente en agua durante la operación de esmerilado, evitando alterar su estado con el calor que se produce en el acto de pulido y así mantener una misma fase. En todas las operaciones de esmerilado, la muestra debe moverse en sentido perpendicular a la ralladura existente. El esmerilado, continúa hasta que la superficie quede plana, y todas las ralladuras debidas al corte manual o al disco cortador no sean visibles, emulando la superficie de un espejo. 5.2 LIJADO Y PULIDO Luego del paso anterior, la muestra se pule sobre una serie deshojas de esmeril o lijas que contienen abrasivos finos. El primer papel es generalmente Nº 200, 300, 400 y finalmente es posible encontrar en el mercado. Antes de pulir con la siguiente lija se debe girar en 90º la muestra, a fin de eliminar el rayado realizado con la lija anterior. Las operaciones de pulido intermedio con lijas de esmeril se hacen en húmedo; sin embargo, inciertos casos, es conveniente realizar este paso en seco ya que ciertas aleaciones se corroen fácilmente por la acción del agua. La muestra ya montada deberá ser sometida a un lijado a mano. El acabado sobre la superficie a analizar deberá ser tal que cuando la muestra sea observada con diversos ángulos de incidencia de la luz no se aprecien rayas que tengan una dirección distinta a las de la mayoría. Es decir, prácticamente todas las rayas deben tener la misma dirección. El esquema presentando a continuación ilustra la forma correcta en que se debe observar la superficie de la muestra.

En general, una vez que la superficie de la muestra ha sido lijada por primera vez, se recomienda que se repitan dos veces más la misma operación, procurando que las nuevas rayas substituyan a las anteriores girando la muestra 90° en relación a estas últimas. Las muestras son sometidas a un desbaste fino en lijas montadas sobre la pulidora de disco. Las muestras de acero se deberán desbastar en el mismo juego de lijas. Cuando se están puliendo materiales ferrosos y no ferrosos, no deberán mezclarse las lijas para cada material. Se recomienda que entre pase y pase de lija, las muestras sean enjuagadas con un chorro de agua. Esta recomendación tiene por objeto no contaminar las lijas de residuos de lijas anteriores, lo cual puede generar rayas profundas difíciles de eliminar. 5.3 ATAQUE QUIMICO El ataque químico revela las fronteras de grano que aparecen como valles, en la superficie pulida. En los materiales metálicos analizados se pueden encontrar estructuras de una o más fases, en los cuales es posible la obtención de contrastes o más específicamente, la visión de fronteras de granos, producto de las diferencias en la rapidez a que los diversos granos son atacados por el reactivo. Esta diferencia en la rapidez de ataque guarda relación con el ángulo que se forma entre las diferentes secciones de grano con el plano de la superficie pulida o valles. La luz del microscopio se reflejara fuera del microscopio al chocar Con la orilla de estos valles, haciendo que las fronteras de grano aparezcan como líneas oscuras. 6 CONCLUSIONES 

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Se observaron las características del acero 1045 que se tenía en la probeta, debido que fue diseñada para ser analizada mediante la metalografía, con el fin de recolectar toda la información que es posible encontrar en la estructura microscópica del material. Baquelita Este ensayo se realiza con la ayuda de un microscopio en donde se observa la estructura contenido de carbono (una aproximación) y tamaño de grano. Una vez se logra esto la muestra se podrá relacionar con las propiedades físicas y mecánicas que se desean. de ciertas muestras, que nos permitirán concluir que tipo de aleación se tiene, apreciamos que la parte blanca cementita y parte negra perlita

7. BIBLIOGRAFIA

http://mty.cimav.edu.mx/metalografia/ http://es.scribd.com/doc/25235853/ANALISIS-METALOGRAFICO http://en.wikipedia.org/wiki/Metallography http://www.simet.cl/analisismetalografico.php