Informe de laboratorio: METALOGRAFIA

Laboratorio No. 4

Ciencia de los Materiales

FORMATO IEEE

José Pérez Ruiz

         NOMBRES:

          Brian Alfonso Domínguez Echeverría

         Wilmer Enrique Gaviria Dávila

RESUMEN:

La metalografía es la disciplina que estudia las características estructurales o constitutivas de un metal o aleación relacionándolas con las propiedades físicas y mecánicas.

Basada en el estudio de imágenes, tiene como objetivo principal la realización de una reseña histórica del material buscando microestructura, inclusiones, tratamientos térmicos a los que haya sido sometido, etc., con el fin de determinar si dicho material cumple con los requisitos para los cuales ha sido diseñado.

En estas experiencias realizadas en el laboratorio de procesos de fabricación, se buscó hacer un análisis básico de las características de una pieza de acero.  Las características fundamentales del material del cual está hecha la pieza fueron un poco estudiadas básicamente, luego de someterlas a algunos ajuste como, lijado, pulido y aplicación de una acido el cual se usó para hacerle un ataque químico a las piezas. Laboratorio. En este laboratorio observaremos la estructura de las piezas y a si ver qué tipo de aleación tienen, una aproximación del tamaño de sus granos y contenido de carbono.

PALABRAS CLAVE:

1 INTRODUCCIÓN

 La metalografía estudia las características micro estructurales de un metal, a partir de imágenes a escalas microscópicas relacionándolas con las propiedades físicas y mecánicas. En este informe se verá reflejada la importancia de la metalografía en la caracterización de los materiales de ingeniería por medio de análisis metalográfico con ayuda del microscopio se mostraran los resultados, que nos permiten concluir que tipo de aleación se tiene, y tamaño de grano, también se reconocerán los cambios que sufrió la pieza  que fue sometida a tratamiento térmico con respecto a la pieza la cual no se somete a tratamiento térmico.

• Metodología
• Sierra de corte
• Papel lija (100, 240, 300, 420, 600)
• Pulidora eléctrica
•  Mesa de trabajo
• Químicos reactivos en función del material. (ácido nítrico + alcohol etílico)
• Microscopio óptico.
• Horno de tratamientos térmicos.

Se realizaron una serie de procedimientos. Para comenzar, con ayuda de una sierra de corte, cortamos nuestra pieza de muestra en dos partes simétricas. Luego, a una de esas piezas se le aplicó un tratamiento térmico. Después se lijaron ambas piezas con ayuda del papel lija (100, 240, 300, 420, 600) en orden de la 100 a la 600  alternando la dirección de lijado y por último se pulió en la pulidora eléctrica por alrededor de 15 minutos con ayuda de polvo de aluminio. Cuando las dos estaban lijadas y pulidas, se les tomaron fotos en el microscopio con aumento de 100x. El segundo procedimiento constó de realizar un ataque químico a nuestras dos muestras, el químico reactivo utilizado fue nital (ácido nítrico + alcohol etílico), Este proceso se realiza aplicando con un algodón el reactivo sobre la parte lijada hasta que dicha parte tornara a un color grisáceo, luego la pieza se limpia con agua y se seca. Finalmente, tomamos nuevamente fotos de nuestras muestras con el microscopio, ahora de aumentos 100, 200 y 500, con cada una de las muestras

2 MARCO TEÓRICO

La enseñanza de metalografía es una parte fundamental de cualquier curso sobre materiales metálicos. Esta disciplina, al igual que otras muchas basadas en el estudio de imágenes, consta de dos partes bien diferenciadas: el manejo de los equipos de obtención de la imagen y la capacidad de análisis de los datos que las imágenes obtenidas pueden ofrecer.

Las propiedades de un metal no solo dependen de la composición química, sino también de la estructura, la cual se determina mediante el análisis metalográfico, que consiste en observar al microscopio probetas pulidas y en general atacadas con reactivos apropiados.

El examen metalográfico permite deducir el número y disposición de las fases, la forma y el tamaño de grano, la historia térmica del metal, las propiedades y en ciertos casos obtener una idea aproximada de la composición química.

3 MATERIALES

-Materiales

• Unión de hierro galvanizado
• Algodón
• Papel de enmascarar

- Equipo de trabajo

• Sierra de corte
• Papel lija de 240, 300, 420, 600, 1000.
• Pulidoras eléctricas
• Mesón
• Ácido Nítrico (Nital)
• Microscopio óptico
• Horno para tratamientos térmicos

- Requisitos para trabajar

• Guantes de látex

• Mascarilla
• Gafas de seguridad
• Bata para laboratorios

METODOLOGIA

En este laboratorio de metalografía se tuvo más en cuenta la seguridad y  las precauciones  debidas. Se utilizaron los  implementos necesarios para ingresar al laboratorio (Bata, Gafas de seguridad, Mascarilla, zapatos cerrados, pantalones largos y guantes). Luego de cumplir con los requisitos de ingresar al laboratorio se procedió a trabajar, cabe resaltar que se realizaron trabajos independientes necesarios fuera de la hora de clase.

• Como inicio el profesor dio a conocer los distintos procesos que habría de realizar. Con anterioridad se había asignado a cada grupo de trabaja un material de estudio (Distintos). Se recibió explicación acerca de las maquinas necesarias para la realización del trabajo, tales como la máquina de corte, implementada para cortar nuestra pieza en dos partes distintas; las máquinas eléctricas de pulido, que luego de ser lijadas las piezas, se procedieron a pulir en estás para obtener un mejor acabado y por último y en orden de procedimiento se encuentra el microscopio óptico, el cual fue primordial para analizar y ver los materiales luego del finalizar el pulido y también luego de su respectivo ataque químico.
• Luego de las instrucciones dadas por el profesor, se procedió con lo primero; corte del material. Con ayuda de  la cortadora de disco abrasivo, la cual ajustamos según la instrucciones del asistente del laboratorio.

• A continuación seguimos con el proceso de molienda, o lijar las piezas con el fin de lograr que cada una de la superficies de cada pieza  este en las condiciones actas para poder observarlas atreves del microscopio, es decir, libre de fisuras, líneas sin sentido u oxidaciones, entre otras. En este proceso se hizo necesario la utilización de seis lijas diferentes desde las gruesas (100, 240, 300, 420) hasta las más finas (600, 1000) con el fin de lograr  un pulido esbelto el cual era certificado por profesor.

• Luego se comenzó con el proceso de pulido en las máquinas de pulido eléctricas, las cuales consistían en un disco circular el cual giraba y tiene superficie especial para el pulido. Con ayuda de un polvo abrasivo ultrafino como lo es el óxido de aluminio (Dañino) y agua ambos en poca cantidades se procedimos a realizar el pulido, el cual tuvo un tiempo aproximado de 20 minutos, y era necesario cumplir con los requisitos de seguridad.

Fig. 1

[pic 2]

Fig. 2

[pic 3]

• A continuación nuestras dos piezas estaban lista para ser analizadas en el microscopio, pero antes debía pasar por un proceso, llamado ataque  químico el cual es necesario para que el material revele su microestructura. En nuestro caso el ataque químico debido era con Nital (ácido nítrico y alcohol etílico en volumen) el cual es usado para Aceros y hierros. En este proceso debido a los riesgos inminentes, se realizó en una cabina de seguridad; luego de aplicar con un algodón el químico en la superficie pulida de la pieza durante 10 segundos se lavó en ese mismo instante y se secó.

Fig. 3

[pic 4]

• Ahora bien se procedió a observar las piezas en el microscopio óptico, con ayuda del supervisor se ajustó el mismo  y se tomaron las respectivas fotos a la microestructura obtenida de ambas piezas a diferentes aumentos. Analizamos las fotos junto al profesor el cual nos dio las indicaciones respectivas para proceder.

4 RESULTADOS

Los resultados obtenidos gracias a la experiencia de laboratorio se pueden visualizar a continuación,  cada imagen dada por el microscopio con distintos aumentos de ambas partes de la pieza tratadas con el ataque químico, las cuales permiten visualizar la microestructura del material y además a partir de métodos (intercepto y área por pulgada cuadrada) se hace un análisis matemático que permite saber   el tamaño de grano y su respectivo diámetro.

...