Informe Metalografia

INTRODUCCIÓN

En la Ingeniería mecánica tiene gran importancia el comportamiento de los materiales para esto es imprescindible el análisis de su estructura, los tratamientos, etc., para el buen funcionamiento y la buena aplicación de los mismos. Para lograr estos objetivos se encuentra la metalografía, que permitirá estudiar gran parte de estos procesos.

La metalografía o microscopia estudia las características estructurales de un material o aleación a nivel de microscopio, con la ayuda de éste, la metalografía pueden determinar los tamaños, formas y penetraciones que tienen gran efecto sobre los materiales y lo que es más aún sus propiedades mecánicas incluso llegando a determinar el tamaño de grano, el tratamiento térmico y mecánico del metal o aleación.

En el presente informe se detallara el procedimiento para analizar la microestructura de un material al que se le desee aplicar la metalografía, luego se analizaran algunos datos obtenidos para dos probetas de acero SAE 1020 y SAE 1045. Para finalmente comparar los resultados conseguidos para ambas probetas con la literatura correspondiente.

OBJETIVOS

• Determinar la microestructura de metales o aleaciones a través de la metalografía y compararlos con la literatura correspondiente.

• Aprender a preparar muestras para el análisis microscópico.

Marco Teórico

Acero SAE 1020: Acero al carbono con 0,20% de carbono son llamados también aceros estructurales por su uso, ya que son comúnmente utilizados en construcciones o estructuras, etc.

Acero SAE 1045: Acero de medio carbono con 0,45% de carbono son aceros que son utilizados para las herramientas, etc.

Baquelita: Polímero sintético termoestable moldeable que suele endurecerse al solidificarse, tiene la particularidad de que no conduce la electricidad, es resistente al agua y a las reacciones pero una vez enfriado luego de ser moldado es muy difícil poder ablandarlo.

Lucita: La Lucita es la resina termo fijadora mas común, cuando se moldea de una forma adecuada es total mente transparente, su aplicación es idéntica a la que se le aplica a la baquelita la cual se detallara mas adelante. La única diferencia la hace en el color de la resina ya que cuando se quiere analizar solo la muestra la Lucita permite ver clara y únicamente la probeta a ensayar.

Alúmina: Es el oxido de aluminio que muchas veces es utilizado como liquido abrasivo, vale decir que es una sustancia utilizada para esmerilar, bruñir, pulir, chorros a presión o terminado por tratamiento en cilindros giratorios.

Nital: Acido nítrico utilizado especialmente para revelar microestructura de aceros al carbono, ya sea para oscurecer la perlita y dar contraste entre colonias de perlita, para diferenciar ferrita de martensita, etc.

Cloruro Férrico: el cloruro férrico es utilizado para revelar la microestructura de aceros inoxidables, para el mismo propósito se tiene el asido hidroclórico.

PROCEDIMIENTO

La metalografía analiza microscópicamente las características estructurales de un metal pero para esto es necesario tener una buena preparación de la muestra, para la preparación de la muestra se tiene un  procedimiento específico ya que si no se logra el pulido como corresponde ni siquiera con el último modelo de microscopio se podrá leer la microestructura de la pieza. A continuación se detalla el procedimiento para lograr el pulido necesario para el análisis.

1. Muestreo: En este paso se tiene que tener bien en cuenta lo que se desea analizar, el muestreo selecciona la pieza o la parte de la pieza que se desea analizar, esto debido a que si se requiere analizar la falla de un material se tiene que elegir la parte mas próxima a la falla para poder obtener la mejor lectura de la información. En la experiencia desarrollada la muestra a analizar son dos probetas ambas de acero, SAE 1020 y SAE 1045.
2. Esmerilado burdo o tosco: En este paso siempre que sea manipulable la pieza se puede aplanar la muestra a través de una lima plana poco profunda tal es el caso para muestras blandas, también se pueden laminar las piezas blandas o duras en una lija de banda (rotatoria). El objetivo del esmerilado burdo es que la superficie quede plana y libre de mellas, ralladuras que sean producidas por el corte de la pieza, etc.
3. Montaje: En el caso de que la pieza a analizar no sea manipulable, como es el caso de las muestras de acero que fueron utilizadas para esta experiencia, se procede con un montaje previo para hacer más fácil la manipulación de ésta para el pulido. Para dicho montaje se tienen distintas resinas termo fijadoras las mas comunes son la Baquelita y la Lucita, se diferencian entre ellas debido a que la Baquelita es de color negro mientras que la Lucita es transparente todo esto cuando es moldeada correctamente. En la experiencia se utilizó Baquelita la cual para poder producir su forma de acople al material se introduce la pieza dentro de un cilindro de una prensa de montar (figura 1.1) y se le aplica tanto temperatura como presión, las cuales son administradas por una resistencia y un mecanismo idéntico al de una gata hidráulica respectivamente. La temperatura es llevada a unos  150 o 160 grados Celsius dejando actuar por unos 25 a 30 minutos, mientras que la presión es de unos 4000 Lb/pulg2, luego de que este paso este completo se puede sacar la pieza ya con la baquelita compactada para poder manipular de mejor forma la pieza.

[pic 1]

         Fig. 1.1 montaje para el acoplamiento de la baquelita[pic 2]

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