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• Ruth Mariela Surco Quispe

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA METALÚRGICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA

PREPARACIÓN DE PROBETAS METALOGRÁFICAS ASIGNATURA

: METALÚRGICA FÍSICA I

DOCENTE

: ING. JULIO JOSÉ FARFÁN

YEPES ALUMNO

: FREDY LAGUNA CONDORI

CÓDIGO

: 991939

SEMESTRE ACADÉMICO

: 2012 – II

Cusco – Perú 2012

PREPARACIÓN DE PROBETAS METALOGRÁFICAS 1.-OBJETIVOS Obtener una superficie pulida a espejo y atacada de probetas de acero, fundiciones de hierro y no ferrosos.

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO La metalografía estudia las características estructurales y delas constitución de los productos o probetas metalúrgicos con la ayuda del microscopio metalográfico, para relacionarlos con sus propiedades físicas y mecánicas. El examen microscópico proporciona información sobre la constitución del metal o aleación, pudiéndose determinar características tales como forma, tamaño y distribución de grana, inclusiones y microestructura metalográfica en general. La microestructura puede reflejar la historia completa del tratamiento mecánico o térmico que ha sufrido el metal. La preparación defectuosa de las probetas puede arrancar las inclusiones importantes, destruir los bordes de grano, revenir un acero templado o en general, originar una estructura superficial repetitiva y característica del metal. El análisis metalográfico comprende las siguientes etapas. 1. Seleccionar y corte de la muestra. 2. Montaje y preparación de la muestra. 3. Ataque de la muestra. 4. Análisis microscópico 5. Obtención de microfotografías. La elección de la muestra o localización de la parte que va a ser Estudiada o puede ser el sitio de la falla de una pieza o el límite entre una soldadura y el metal base. El tamaño óptimo de la probeta debe ser Tal que pueda sostenerse con la mano durante su preparación, (una pulgada de diámetro por una pulgada de altura). 3.-PREPARACION DE PROBETAS

cosiste en el desbaste y pulido:

3.1.- EL DESBASTE

Es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efectúa en una desbastadora con papeles abrasivos de diferentes grados, colocado sobre discos giratorios Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior. Una presión excesiva sobre el papel abrasivos puede causar rayas profundas y difíciles de eliminar posteriormente, Además de provoca una distorsión intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta distorsión no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante técnicas adecuadas de desbaste y pulido. CLASES DE DESBASTE: a) DESBASTE GROSERO La superficie que haya de observarse se debe de hacer primero plana mediante un desbaste grosero. Cuando el área es grande, se puede terminar en un tiempo muy corto si se le gira ligeramente mientras se desbasta.

Ni durante el desbaste grosero, ni durante los posteriores, intermedio y final, se debe aplicar la probeta contra el medio abrasivo con presión demasiado grande. La presión excesiva no sólo produce rayas muy profundas, difíciles de eliminar después, sino que también distorsiona intensamente el metal de la superficie de la probeta. b) DESBASTE INTERMEDIO El papel de esmeril se coloca sobre una placa o sobre cualquier superficie bien plana y limpia. La probeta se mueve longitudinalmente de un lado a otro del papel comprimiéndola con una presión suave; la dirección del movimiento se mantiene constante, para que todas las rayas producidas sean paralelas. El final de la operación sobre un papel esta determinado por la desaparición de las rayas producidas por el desbaste grosero o el papel anterior, y para poder reconocerlo fácilmente se opera en forma que las nuevas rayas sean perpendiculares a las anteriores; así es mas fácil ver cuándo estas nuevas rayas sustituyen totalmente a las anteriores más gruesas c) DESBASTE FINAL El desbaste final o fino se realiza de la misma forma que el desbaste intermedio, pasando del papel de esmeril empleado al número 280; en general se utilizan dos papeles, que son el número 400 y el 600. Cada vez que se cambia de papel se opera en la forma descrita anteriormente, a fin de obtener rayas nuevas perpendiculares a las anteriores. Cuando la observación visual demuestra que sólo existen las rayas producidas por el último papel empleado y se han eliminado totalmente las anteriores, la probeta está en condiciones de ser pulida. d) DESBASTADORAS CON PAPEL Un desbaste más eficaz se puede realizar mecánicamente, empleando un disco giratorio, que se cubre con papeles de esmeril, sujetándolo mediante un anillo de fijación apropiado. El disco debe girar a unas 600 rpm para el papel más grueso y a velocidades de preferencia más pequeñas con los papeles más finos. En el desbaste mecánico es preciso extremar el cuidado para que la presión excesiva no produzca sobrecalentamiento de las probetas, con las consiguientes alteraciones estructurales en las probetas térmicamente tratadas y distorsión exagerada del metal superficial.

3.2.- EL PULIDO

Tiene por objeto, eliminar las rayas producidas en la última operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a espejo. La forma de realizar el pulidos es, apoyando la cara desbastadora de la probeta sobre un paño embebido con una suspensión de abrasivo. Como paños pueden emplearse el paño de billar, la seda, el terciopelo, como abrasivo puede usarse una suspensión acuosa de alúmina, oxido de cromo, óxido de hierro, oxido de magnesio. Los discos tienen una velocidad de giro entre 250 y 500 rpm. Durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco. PAÑOS DE PULIR.- Los paños de pulir de mejor calidad no suelen requerir un tratamiento preliminar antes de su empleo. Sin embargo, los materiales más baratos deben hervirse en agua, para ablandar las fibras duras existentes, y lavarse con tintura de jabón verde, para eliminar las materias extrañas que pudiera contener. ALÚMINA.

La alúmina (óxido de aluminio) es, probablemente, el abrasivo más satisfactorio y universal desde el punto de vista metalográfico. El comercio lo proporciona en forma de pastas o suspensiones acuosas. 4.- ATAQUE QUIMICO ATAQUE DE LAS PROBETAS PARA SU EXAMEN MICROSCOPICO.

Nos ocuparemos ahora del ataque necesario para hacer visibles sus características estructurales, discutiendo los principios en que se basa y las técnicas por las que se lleva acabo. Una probeta no atacada revela pocos o ningún detalle estructural, a pesar de lo cual es de gran interés porque permite observar detalles que ya son visibles tales como los defectos superficiales y las inclusiones no metálicas. El objeto de mayoría de las investigaciones metalográficas es determinar las características estructurales verdaderas de la probeta, es necesario que los diferentes constituyentes estructurales que den delineados con precisión y claridad. Esto se logra sometiendo a la probeta a la acción química de un reactivo apropiado en unas condiciones cuidadosamente controladas. 5.-EQUIPOS Y MATERIALES: •

Fierro corrugado de construcción

•

Arco de cierra

•

Equipo de desbaste METASINEX

•

Papel esmeril Nº 220- 280- 400-600

•

Equipo de pulido fino MONTASUPAL

•

Suspensión de alúmina

•

Alcohol

•

Algodón

•

Nital 5%

•

Secadora y luna de reloj

•

Microscopio metalográfico

6.-PROCEDIMIENTO 1. Elegir la muestra y proceder al corte del material 2. Proceder al desbaste en el equipo METASINEX, utilizando papeles abrasivos N° 220, 280, 400 y 600. 3. Girar 90° para pasar de un papel a otro. 4. Proceder al pulido, utilizando el equipo MONTASUPAL, utilizando

pasta abrasiva. 5. Sostener la probeta a una presión adecuada ejerciendo un movimiento radial sobre el disco. 6. Lavar con agua caliente y enjuagar con alcohol luego secar.

7.-CUESTIONARIO 1. PORQUE DEBEN UTILIZARCE PAPELES DE DIFERENTES GRANULOMETRIAS Por qué en el momento de corte de nuestra probeta observamos que tenemos una superficie muy desvariada la granulometría más gruesa de nuestro papel nos ayudara a que esta superficie se vaya eliminando esas variaciones y seguidamente un papel esmeril de grano superior ayudara a que las rayaduras presentes sean eliminadas gradualmente quedando una superficie plana y semipulida. 2. POR QUE ES NECESARIO ROTAR LA PROBETA DE UN PAPEL ABRASIVO A OTRO.

90º AL PASAR

Es una técnica de desbaste que ayuda a la eliminación de rayas de tal forma que las nuevas rayas sean perpendiculares a las anteriores; así es más fácil ver cuándo estas nuevas rayas sustituyen totalmente a las anteriores más gruesas.

4. QUE EFECTOS HACEN QUE SE PRODUZCA UNA DISTORSIÓN. Aparición de colas de cometas picaduras y huecos dejados por dichas inclusiones esto se debe a que se pule en una sola dirección las cuales no son observables a 100 aumentos y se debe suspender el pulido. 5. DESPUES DEL PULIDO COMO SE OBSERVA LA PROBETA. Después del pulido se puede observar la superficie sin rayas y con alto pulimiento. Y esto podemos llevar al microscopio metalográfico para observar el metal. a. INCLUIR LAS MICROFOTOGRAFÍAS DE LAS PROBETAS

Fig. 01: la probeta antes de desbaste y pulido con rayaduras

fig. 02: la probeta de fundición

Fig. 03: probeta que está siendo desbastado

fig. 04: desbastacion de probetas desde N° 200 hasta 600

Fig. 05: probeta que se desbasta con numero 280 pulidora de probetas

Fig. 06: pañuelo para la

Fig. 07: preparación y se echa una crema para el pulido Fig. 08: comienzo del pulimento en una pulidora

Fig. 09: lavado y secado de la probeta

Fig. 11: colocando la probeta al microscopio en el microscopio Metalogarfico

Fig. 10: probeta terminado para la colocación al microscopio metalográfico

Fig. 12: imagenes que observan