Universidad Nacional Experimental PolitcnicaAntonio Jos de SucreVice Rectorado Puerto OrdazCtedra: Metalurgia Fsica II

Preparacin metalografa de una muestra de Aleacin de Aluminio

Bachilleres:Profesor:Andrea BarretoLibimar VargasSara VelaMilitza Diaz

Puerto Ordaz, Julio 2014Objetivos:

Conocer aspectos relevantes que se deben tomar en cuenta en la preparacin metalografa de aleaciones de aluminio.

Identificar el tipo de aleacin de aluminio, segn la imagen y/o micrografa obtenida.

Establecer semejanzas y diferencias entre la preparacin metalografa de aleaciones ferrosas y no ferrosas.

Procedimiento Experimental

Al tener cortada y montada la probeta a estudiar se procedi al: Desbaste Grueso: Se usaron abrasivos limpios y afilados. Aplicando suficiente cantidad de refrigerante. Se presion la probeta en el centro o uniformemente alrededor de los bordes, evitando la formacin de caras angulares. Se desbast sobre un papel abrasivo de determinado grosor, sin cambiar la orientacin de la probeta, girando la probeta entre 45 y 90 antes de hacerla pasar al siguiente papel abrasivo de grano mas fino.

Desbaste Fino: Como en el paso anterior se utilizaron solamente abrasivos limpios y afilados. Se utiliz suficiente lquido refrigerante para evitar el recalentamiento de la probeta. El abrasivo utilizado fue uno de carburo de silicio con tamao de grano de 240, 320, 400, 600 y papel de esmeril con grados 1, 1/0, 2/0, y 3/0. Al efectuar el desbaste a mano, se presion la probeta en el centro o uniformemente alrededor de los bordes, desbastando en una sola direccin sobre cada papel abrasivo, girando la probeta entre 45 y 90 antes de pasar al siguiente papel de grano mas fino. Se chequearon con regularidad la desaparicin de rayas observando al microscopio la superficie de la muestra, enjuagando antes la muestra con alcohol y secndola. Al finalizar se lav con abundante agua la probeta. Pulido: Se prepararon las suspensiones de almina de 0.05 micras. Se aadi una pequea cantidad de las suspensiones sobre el disco rotatorio, para comenzar con el pulido grueso. Se colocaron las muestras sostenindolas firmemente sobre el disco rotatorio, ejerciendo una presin moderada, asegurando un pulido parejo y evitando que la probeta sea proyectada por el movimiento del disco. Una vez que la muestra alcanz una superficie tipo espejo, se lav con abundante agua, rocindola con alcohol y secndola con aire caliente. Se observ la muestra en el microscopio para asegurar que se eliminaron las rayas del desbaste fino. Luego de esta revisin normalmente se pasa a un pulido mas fino pero sin embargo por tratarse de una muestra de aluminio, no fue necesario, ya que la probeta no presentaba ya rayaduras y se poda observar tipo espejo. Se tomaron imgenes de la muestra observada en el microscopio.

Introduccin Las aleaciones de aluminio son ampliamente utilizadas en una grandsima variedad de aplicaciones industriales y domesticas. Debido a que el aluminio es reconocido por su ligereza, facilidad de conformado, su resistencia anticorrosiva, su conductividad trmica y elctrica, no toxico, no magntico y no produce chispa. Tanto al aluminio como sus aleaciones se pueden encontrar en distintas formas debido a que se le puede hacer pasar por procesos de fundicin, laminado, estampado, embutido, corte, soldadura, forja, extrusin, etc. Entonces, se les consigue desde barras gruesas, hasta papel. Y aunque las aleaciones de aluminio tienen caractersticas mecnicas relativamente bajas comparadas con las del acero, su relacin resistencia-peso es excelente. Por otro lado, el aluminio no suele presentar un lmite fijo de resistencia a la fatiga, de modo que puede fracturar a niveles muy bajos; el aluminio no se comporta tan bien a temperaturas elevadas, debido a su bajo punto de fusin; sus aleaciones tienen escasa dureza y por ello tienen poca resistencia al degaste abrasivo. Las aleaciones de aluminio se dividen en las que son para forja y las que son para fundicin, dependiendo del proceso de fabricacin. Las primeras se clasifican de acuerdo a los elementos que contengan en la aleacin. Y para nombrar e identificar las aleaciones de aluminio se utiliza una designacin numrica de cuatros dgitos, el primero de los cuales indica el grupo de aleacin e indicando el segundo los lmites de impurezas. Los dos ltimos identifican la aleacin o indican la pureza del metal. (ASTM).

Comparacin de la microestructura obtenida con un patrn conocido

La microestructura observada en el laboratorio fue la siguiente:

Y al compararla con una microestructura de una aleacin conocida:1) aleacin Al-Si 550 x

2) aleacion Al-Si 550 x

Estas imgenes fueron extradas del sitio: http://metalografiainsitu.blogspot.com/2011/02/aluminio-silicio.html Entonces se puede evidenciar que la muestra estudiada en el laboratorio se trata de una aleacin de Aluminio-Silicio.

En este tipo de aleaciones las muestras suelen tener entre 5 y 20% de Si. El silicio endurece al aluminio y, sobre todo, aumenta su fluidez en la colada y su resistencia a la corrosin. Las aleaciones Al-Si son muy dctiles y resistentes al choque; tienen un bajo coeficiente de dilatacin y una elevada conductividad calorfica y elctrica, pero son difciles de mecanizar por la naturaleza abrasiva del silicio. Su peso especfico es alrededor del 2,7.

Las propiedades mecnicas de aleaciones aluminio-silicio pueden mejorarse aadiendo a la cuchara de colada de estas aleaciones cloruro sdico o una mezcla de fluoruro y cloruro sdico. Al hacer esta adicin, se obtiene un grano extremadamente fino en lugar de las agujas o lminas en que cristaliza el silicio en las aleaciones sin modificar (como el caso de la muestra tratada en el laboratorio).

Diferencias y similitudes en cuanto al ensayo metalografico de muestras de aluminio en comparacin a muestras ferrosas

Bsicamente en los dos casos lo que se hace es la preparacin de la muestra, ataque qumico y observacin microscpica para revelar la microestructura presente. En materiales ferrosos como el acero el desbaste grueso puede realizarse con limas, y para muestras ms blandas como las de aluminio se debe tener extremo cuidado para no causar distorsin en la superficie del material, o simplemente saltarse al desbaste fino. En general preparar metales blandos y dctiles como una aleacin de aluminio es difcil, puesto que el metal fluye con mucha facilidad generando capas de metal distorsionado, ocultando a veces la verdadera estructura. Para atacar qumicamente muestras ferrosas se utiliza comnmente Nital, y para aluminio o sus aleaciones Acido Fluorhdrico.

Defectos observados en la muestra

Rayas: Que se pudieron producir en el paso de desbaste o pulido, por aplicar demasiada presin a la muestra contra el abrasivo, por lo tanto se puede evitar realizando estos pasos con mayor cuidado, sin presionar demasiado y humedeciendo frecuentemente la lija o el pao.

Relieve: Que pudo suceder en el momento del pulido, debido a la diferente dureza o resistencia al desgaste de las fases presentes en la aleacin. Entonces, es importante pulir correctamente la muestra, tomando en cuenta el tiempo y el tipo de pao o abrasivo utilizado.

Colas de cometa: Que se pudieron formar a la hora del desbaste fino cuando se pasaba las muestras por las diferentes lijas, quizs no se tuvo un control a la hora de mover la direccin en que se iba a lijar la muestra, no fue perpendicular, sino en otra direccin que permiti este tipo de defecto.

Abrasivo Incrustado: Que tuvieron lugar por el excesivo uso del lubricante junto con mucha presin de la muestra con el abrasivo y el pao.

Bibliografa y Referencias

Sydney H. Avner Introduccion a la Metalurgia Fisica Editorial McGraw-Hill, pp 28-30. http://www.upv.es/materiales/Fcm/Pdf/Practicas/fcm03trb.pdf http://materias.fi.uba.ar/6713/PREPARACION%20METALOGRAFICA.pdf