PREPARACION DE MUESTRAS METALOGRAFICAS.

PREPARACION DE MUESTRAS METALOGRAFICAS

SÁNCHEZ LÓPEZ DIEGO ARIEL

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica unidad profesional Ticoman.

Ingeniería de materiales

Ingeniero Antonio Mosqueda Sanchez

Fecha: 25/04/16

ALUMNOS:

Madrigal Mendoza Francisco

Soria Sanchez Jesus

Sánchez López Diego Ariel.

Parra Lancelot

Ruiz Cabañas Melanie

OBJETIVO.

Objetivo.

Al obtener la muestra por corte, ya sea con una segueta o con un disco abrasivo de corte, se introducen defectos en el material como son micro grietas y deformación, los cuales deben ser eliminados en el proceso de desbaste de la superficie de la muestra durante la preparación metalográfica, esto con el fin de llegar a una zona del material que no haya sido afectada por el proceso de toma de la muestra

El alumno deberá preparar metalográficamente una muestra metálica de acero, para observar sus características microestructurales (tamaño de grano, fases, porosidad, inclusiones no metálicas, etc.) y relacionarlas con las propiedades mecánicas del material.

EQUIPO UTILIZADO.

• Cortadora de disco abrasivo (Abrasimet 2), marca Buehler.
• Mesa de desbaste (Handimet 2) marca Buehler.
• Pulidora de disco giratorio ( Ecomet 3), marca Buehler.
• Secadora de muestras (Torramet), marca Buehler.
• Microscopio metalográfico, marca Olimpus.

MATERIAL.

• Acero al carbono 1020 y 1040.

DIMENSIONES DE LA PROBETA.

Barra de acero de 1 pulgada de diámetro y ½ pulgada de longitud.

CONDICIONES DEL ENSAYO.

La prueba deberá llevarse a cabo a temperatura ambiente dentro de los límites 50º F a 95º F (10º C a 35º C).

CONSIDERACIONES TEORICAS.

Resumen descriptivo.

Puede definirse la Metalografía como la técnica que revela la organización espacial de fases y compuestos que conforman un material metálico. A partir de su propia definición, la Metalografía puede resolver: Los diversos compuestos y fases.  Las diferentes formas y tamaños que adoptan en la estructura. Las diversas configuraciones entre las fases y compuestos. El campo de aplicación de la metalografía es muy amplio. No sólo es herramienta básica requerida para la caracterización de los metales y aleaciones sino también lo es para materiales compuestos de matriz metálica o de fibras metálicas; así como en los materiales cerámicos, compuestos o no.

Consideraciones teóricas.

Dentro de los sólidos podemos distinguir sólidos cristalinos y sólidos amorfos. Los sólidos cristalinos están constituidos por átomos ordenados a larga distancia, o sea que están dispuestos de tal forma que su ordenamiento se repite en las tres dimensiones, formando un sólido con una estructura interna ordenada. Si esta estructura es regular en todo el material se denomina monocristal. Sin embargo, lo más habitual es que la estructura sea regular por zonas del material, cambiando la orientación cristalina de una zona a otra, pero no la estructura. Se dice entonces que el material es policristalino, integrado por numerosos granos que poseen la misma estructura cristalina, pero que cambian de orientación de unos a otros. La región donde se unen los granos se denomina límite de grano.

La organización de esos granos da lugar a la microestructura del material, que contempla: La forma y tamaño de los granos; Si hay varias fases presentes: granos de diferentes fases.; La configuración de dichas fases.

Materiales

        El instrumento que nos permite determinar la microestructura de los materiales es el microscopio, que puede ser óptico o electrónico. En nuestro caso nos centraremos en el óptico. En aquellos materiales que son opacos a la luz visible sólo la superficie es susceptible de ser observada, y la luz del microscopio se debe usar en reflexión (microscopio metalográfico).

Las herramientas más importantes de los metalógrafos son el microscopio y los rayos X. El examen microscópico de especímenes permite la determinación del tamaño, la estructura y la orientación de los cristales del metal.

Pare llevar a cabo la preparación de la probeta, además se utilizan consumibles como las lijas que van montadas en una mesa de desbaste y una pulidora de disco giratorio.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

El éxito en el estudio microscópico depende en mucho del cuidado que se tenga para preparar la muestra. El procedimiento que se sigue en la preparación de una muestra es comparativamente sencillo y requiere de una técnica desarrollada sólo después de práctica constante.

Selección de la muestra.

 La muestra escogida debe satisfacer las condiciones de amplitud y representatividad. Si corresponde a un control rutinario, la selección es por métodos aleatorios. Si, por el contrario, se investiga la causa de un fallo, la probeta debe ser tan próxima como se pueda a su hipotético origen.  La probeta puede tener cualquier forma y dimensiones equivalentes a un paralelepípedo de 5 a 15 mm de lado. Aquí reportamos dos probetas, una con dimensiones de 1 pulgada de diámetro y ½ pulgada de longitud. Pertenecientes al acero estructuran al bajo carbón. La extracción de la probeta desde la pieza, o producto a ensayar, se realiza mediante corte con una sierra de disco con refrigeración evitando cualquier posible calentamiento pues podría modificar el estado del material a ensayar.

En esta práctica se tomaron dos muestras distintas: una de acero 1020 y la otra de acero 1040.

Preparación de la muestra.

El primer objetivo es obtener una superficie lisa y exenta de irregularidades mediante un proceso de desbaste. Para ello se utiliza una serie de papeles de esmeril, ordenados de mayor a menor tamaño de grano, con los que se actúa secuencialmente sobre la superficie.

La técnica consiste en actuar sobre dos direcciones perpendiculares consecutivamente, durante un cierto tiempo. El operador deberá decidir cuando el proceso es suficiente, en función del acabado de la superficie, en la medida que el rayado generado con el desbaste elimine rayados anteriores. Cada vez que se cambie el papel de esmeril se debe conseguir eliminar las líneas de rayado del papel anterior, así como cada vez que se gire la muestra 90º.

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