Microscopia de Aceros.

UNIVERSIDAD DE CARABOBO. 

FACULTAD DE INGENIERÍA.

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA.

DEPARTAMENTO DE MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN.

LABORATORIO DE MATERIALES.

                             Práctica No.:                                               7[pic 1]

Título de la Práctica:               Microscopía de los Aceros.[pic 2]

Nombre y Apellidos:                     Sonia Y. Rodríguez G.[pic 3]

Cédula de identidad:                         21.480.460[pic 4]

Grupo:                                                        05[pic 5]

Profesor:                                        Francesco Di Carlo[pic 6]

Preparador:                                      Víctor Carmona[pic 7]

Observaciones:              Practica Recuperada con la Sección 6[pic 8]

24/06/2015

1. INTRODUCCIÓN.

El sistema de aleaciones binario más importante es el hierro-carbono. Los aceros y fundiciones son aleaciones hierro-carbono. La clasificación de las aleaciones férreas según el contenido en carbono comprende tres grandes grupos: hierro cuando contiene menos del 0.008 % en peso de C, acero cuando la aleación Fe-C tiene un contenido en C mayor del 0.008 y menor del 2.11 % en peso (aunque generalmente contienen menos del 1 %), y fundición cuando la aleación Fe-C tiene un contenido en C superior al 2.1 % (aunque generalmente contienen entre el 3.5 y el 4 % de C).

En los aceros al Carbono, donde la concentración de otros elementos es relativamente baja, suponiendo condiciones de equilibrio, en primera aproximación es válido considerar que el diagrama de equilibrio binario Fe-C es aplicable. Para efectos de los aceros al Carbono, estrictamente basta considerar el extremo rico en Fe de dicho diagrama, en el sector correspondiente al diagrama Fe-cementita. La cementita es un carburo de Fe, un compuesto definido, de carácter no metálico (duro y frágil) y de fórmula estequeométrica Fe3C. [1]

La aplicación principal de la metalografía es la determinación de la microestructura de los materiales. Dentro del grupo de los materiales metálicos, los metales ferrosos constituyen uno de los grupos más utilizados, y entre ellos los aceros han encontrado un lugar importante dentro de las tecnologías de punta. Es por ello que se hace imperioso aprender a conocer como lucen los constituyentes de los aceros.

Una de las mediciones microestructurales cuantitativas más comunes de los aceros al carbono y aleaciones es aquella del tamaño de grano. Numerosos procedimientos han sido desarrollados para estimar el tamaño de grano, estos procesos están sintetizados en detalle en la norma ASTM E112. Algunos tipos de tamaño de grano son medidos, tamaño de grano de la ferrita y tamaño de grano de la austenita, cada tipo presenta problemas particulares asociados con la revelación de estos bordes de manera que puede obtenerse un rango exacto.

Los principales métodos para la determinación del tamaño de grano recomendados por la ASTM (American Society for Testing and Materials) son; método de Comparación, método de Planimétrico, método de Intersección. Uno de los métodos más utilizados es el de comparación ya que permite determinar de manera sencilla y practica el tamaño de grano. [2]  

El tamaño de grano se expresa, según norma ASTM, mediante el número G obtenido de la expresión:

Número de granos / pulg2 a 100X = 2G-1

Donde G es el número de tamaño de grano de uno a ocho; este método se aplica a metales que han recristalizado completamente.

Según el mismo criterio, se considera:

• grano grueso cuando G < 5 (diámetro de grano 62 micras).
• grano fino cuando G > 7 (diámetro de grano 32 micras). [3]  

Mediante el método de prueba y error se encuentra un patrón que coincide con la muestra en estudio y entonces se designa el tamaño de grano del metal por el número correspondiente al número índice del patrón mixto; se tratan de manera semejante, en cuyo caso se acostumbra especificar el tamaño de granos en términos de dos números que denota el porcentaje aproximado de cada tamaño presente. El método de comparación es más conveniente y bastante preciso en muestras de granos de ejes iguales. Para este método se utiliza una plantilla, la cual tiene una escala del 1 al 8, que determina el tamaño de cada grano. [4]  

            [pic 9]

     Figura N° 1. Tamaño de Grano.

2. OBJETIVOS.

2.1. Objetivo General.

• Analizar las fases y los microconstituyentes de los aceros al carbono enfriados lentamente.

             2.2. Objetivos Específicos.

• Estimar la cantidad de perlita contenida en las muestras observadas en el microscopio.
• Calcular la cantidad de carbono utilizando la regla empírica.
• Aplicar la regla de la palanca para la determinación de la composición química de las fases presentes.

• Determinar el tamaño de grano de la muestra 1 mediante el uso de los patrones correspondientes.

3. LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS.

             3.1. Materiales.

• Muestra previamente preparadas de aceros al carbono.

• 0,05% C.
• 0,10% C.
• 0,20% C.
• 0,40% C.
• 0,50% C.
• 0,60% C.
• 0,90% C.

-      1,30% C.

            3.2. Instrumentos.

• Patrón para la determinación del tamaño de grano.

             3.3. Equipos.

• Televisor (Marca Toshiba).
• Microscopio óptico (Marca Unión - Modelo MC 86267 - Zoom máx 1000x  Zoom mín 100x - número de inventario 120622).
• Cámara de video (Marca Panasonic - Modelo WVCP 230).

[pic 10]

Figura N° 2. Microscopio metalográfico.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

4.1. Actividad 1: Aceros hipoeutectoides.

• Crear una tabla que contendrá los datos de perlita observada, carbono calculado, carbono real (datos suministrados luego de conseguir el carbono calculado), perlita real, tipo de acero y microconstituyentes.
• Observar la pieza 1 en el microscopio a 200X.
• Estimar una cantidad aproximada de perlita basándonos en la parte oscura que se observa en la pantalla.
• Realizar el cálculo del carbono utilizando la siguiente regla empírica:

Cálculo de Carbono:

0,8 % C                                    100% Perlita                                                      (1)[pic 11]

...