lab 2 cmii - abarca-labbe

7/23/2019 Lab 2 CMII - Abarca-LAbbe

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA METALURGICA

Santiago, 2015

Laboratorio de Ciencia e Ingeniera deMateriales:

Experiencia N 2Preparacin de MuestrasMetalogrficas y Examen Microscpico

Integrantes:Vicente Abarca

Alexandra Labb

Fecha del laboratorio:11 de noviembre

Fecha de entrega:25 de noviembre


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Departamento de Ingeniera en Metalrgica Christian Snchez

Laboratorio de Ciencia e Ingeniera de Materiales II Stella Ordonez

Resumen

Esta experiencia consisti en aplicar las tcnicas y preparaciones necesarias

para observar satisfactoriamente bajo el microscopio una muestra de una fundicin.Para ello primero se prepar la muestra lijndola y pulindola como corresponde

(primero en un sentido y luego en direccin perpendicular a este) hasta obtener una

superficie tipo espejo. Previo al ataque qumico se analiza bajo microscopio para

ver inclusiones que no pueden ser vistas despus de haber sido atacada la muestra.

Luego se hace otro anlisis bajo microscopio eta vez con la muestra atacada

qumicamente con Nital 3. Basndose en teora de distintos libros se identifica la

muestra como una fundicin gris nodular o dctil martenstica, lo que implica que la

muestra fue templada. En la metalografa se puede ver claramente los ndulos de

grafito y la matriz martenstica correspondiente a este tipo de fundicin.

Comparando los ndulos presentes en la metalografa con esquemas libros se

pudieron determinar distintas caractersticas propias de la pieza.


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ndice

1. Objetivos ............................................................................................................. 1

2. Introduccin ......................................................................................................... 2

3. Base Terica ....................................................................................................... 3

4. Procedimiento experimental ................................................................................ 4

5. Resultados y anlisis de resultados .................................................................... 5

6. Conclusiones ....................................................................................................... 7

7. Bibliografa .......................................................................................................... 8


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1. Objetivos

Estudiar las tcnicas usadas en la preparacin de muestras.

Conocer los fundamentos y aplicaciones de las tcnicas de ataque qumico.

Identificar e interpretar diferentes microestructuras.


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2. Introduccin

La Metalografa es la ciencia que estudia microscopicamente las

caractersticas estructurales y/o constitutivas de un metal o aleacin, y las relaciona

con sus propiedades fsicas y mecnicas.

La preparacin de muestras metalogrficas se desarrolla para poder obtener

una muestra preparada, lo ms perfectamente posible, para su observacin lenitiva

a travs del microscopio metalogrfico. Se pretende determinar los componentes

del material y el tratamiento al cual fue sometido ste.

Lo bsico al momento de preparar una probeta metlica es la

consideracin de que es lo que se quiere observar y en que, es decir lapreparacin de la muestra depende de lo que interesa ser observado en ella.

Siempre se debe seleccionar una muestra representativa de la porcin que se est

analizando del material considerando su forma, estado superficial, dureza, etc. Si lo

que se va a investigar es una falla, se debe escoger la muestra ms prxima al rea

de la falla y comparrsele con una tomada de la seccin normal o sana. Esta base

es fundamental en todo el proceso ya que una seleccin errnea, corte descuidado

y/o mala manipulacin significaran solo trabajo desperdiciado.


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3. Base Terica

Una parte fundamental al realizar anlisis metalogrficos consta de una

muestra que sea lo suficientemente adecuada para que otorgue la mayor cantidad

de informacin posible como el tamao de grano. Si la muestra es adecuada se

logra observar el tamao y distribucin de las fases presentes en una aleacin, las

inclusiones no metlicas, as como tambin la presencia de segregaciones y otras

heterogeneidades. La microestructura revelar el tratamiento mecnico y trmico

del metal y, bajo un conjunto de condiciones dadas, podr predecirse su

comportamiento esperado.

En caso de que las muestras pequeas o de forma incmoda deben

montarse de alguna manera para facilitar el pulido intermedio y final. Alambres,

varillas pequeas, muestras de hoja metlica, secciones delgadas, etc., deben

montarse en un material adecuado o sujetarse rgidamente en una monta mecnica.

Los materiales plsticos sintticos que se acoplan a la muestra en una prensa para

montar especial proporcionan las bases de un tamao uniforme conveniente

(generalmente de 2.5, 3 4 cm de dimetro) para manipular las muestras en

ulteriores operaciones de pulido.

La preparacin de la muestra consiste, en general, en obtener una superficie

plana y pulida, mediante el empleo de papeles de lijas gruesas y finas y realizando

un pulido, despus del desbaste, con discos adecuaos sobre los que se deposita un

abrasivo. El final de la operacin es la obtenida de una superficie especular que es

la requerida para, despus, efectuar el ataque qumico, el propsito de este es hacer

visibles las caractersticas estructurales del metal o aleacin y observar

adecuadamente la probeta.


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4. Procedimiento experimental

Los pasos seguidos durante el desarrollo de la experiencia, fueron los

siguientes:

Se comienza con una muestra de la pieza a estudiar ya montada en

baquelita y desbastada con piedra esmeril para redondearon los cantos de la

superficie de la muestra montada con el fin de no daar las lijas y los paos

de pulido y darle a la muestra misma un primer acabado, esto siempre

sumergindola en agua frecuentemente para evitar su calentamiento.

Luego se comienza con el lijado de la muestra utilizando distintas lijas que

van desde la de grano ms grueso (120) a la de grano ms fino (2500). Lamuestra se desliza primero en un sentido, luego se gira en 90 y se desliza

por la siguiente lija hasta eliminar las lneas producidas por la lija anterior.

Finalizado el proceso de lijado, al apreciar que la superficie de la muestra

est completamente plana y con rayas paralelas, se procede al pulido final

para eliminar las rayas producidas anteriormente, logrando asi una superficie

tipo espejo. Se utilizan discos giratorios por un mecanismo motorizado,

recubiertos por un pao muy fino. Se adiciona agua como refrigerante y

almina para pulir la parte de la muestra a estudiar.

Al terminar la etapa de pulido se lava con agua y alcohol la muestra, y se

seca para as hacer una observacin previa al ataque qumico con el fin de

observar el nivel de inclusiones de la muestra.

Finalmente se ataca la muestra con una solucin de Nital 3 durante

aproximadamente 5 segundos, se repite el lavado con agua y alcohol y se

seca la muestra para proceder a analizarla bajo el microscopio metalogrfico.


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5. Resultados y anlisis de resultados

En las imgenes Fig 5.1 y Fig 5.2 se observa la muestra sin ataque con un

aumento x100 y la muestra con ataque Nital 3 con aumento x100

respectivamente:

Figura 5.1 Muestra sin ataque x100

Figura 5.2 Muestra con ataque Nital 3 x100

En la primera imagen sin atacar se pueden observar ndulos grandes y

posibles inclusiones o ndulos ms pequeos.

Comparando la figura 5.2 de la muestra con ataque qumico con las

metalografas que aparecen en el ASM-Metals-Handbook-Collection Vol. 9 se


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puede identificar que los ndulos de color negro corresponden a grafito y la

matriz es martenstica, con esto se puede decir que la pieza analizada

corresponde a una fundicin gris nodular (tambin llamada dctil) que ha sido

templada, tratamiento trmico de cual se obtiene la martensita. Tambin se

puede pensar en un posible revenido posterior al temple para as aliviar las

tensiones del material, ya que en esas condiciones es demasiado frgil como

ser til.

Se sabe que para la formacin de este tipo de fundicin el grafito obtenido en

la reaccin eutctica solidifica en forma de esferas o ndulos debido a la adicin

de elementos de aleacin (magnesio y cerio).

Comparando las metalografas obtenidas con datos tericos sacados del

captulo 7 de libro Fundiciones de Hierro (ILAFA) se puede determinar lo

siguiente:

- Por la forma de los ndulos de grafito la muestra debera contener entre un

0,02% y un 0,04% de Mg. Esto se da cuando el contenido de S es menor a

0,02%.

- Se observa un grado de nodulizacin del grafito del 100%.

- El tamao de grafito es de tamao 4 (16 mm de dimetro) para los ndulos

grandes y tamao 7 (2 mm de dimetro) para los ndulos pequeos.

- El nmero de ndulos por mm2es de unos 25-40 ndulos/mm2

- No se observa perlita ni carburos en la fundicin nodular ni formas de grafito

degenerado.

Al templar una fundicin dctil para obtener martensita, dureza, resistencia y

resistencia al desgaste aumentan, pero la resistencia al impacto y ductilidad

disminuyen, sin embargo, esta pieza presenta una combinacin excepcional de

resistencia, ductilidad y resistencia al desgaste. Algunas de las aplicaciones de

la fundicin dctil martenstica incluyen: engranajes, piones de cadena, entre

otros.


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6. Conclusiones

Se estudiaron las tcnicas utilizadas en la preparacin de muestras, en lascuales se dio cuenta de que hay que tener mucha paciencia en el lijado de la

muestra ya que se notar cualquier raya pasada por alto al final del proceso.Se entendieron los fundamentos y las aplicaciones de las tcnicas de ataque

qumico y que estas dependern del tipo de aleacin de la muestra a analizar, lacual tiene qumico y un tiempo de ataque especfico. Se debe tener mucho cuidadoluego del ataque ya que la muestra debe secarse rpidamente para no sersobreatacada por el qumico.

Se identificaron las distintas fases y microestructuras de la muestraanalizada luego de hacer un ptimo uso del microscopio, se lograron observarndulos de color negro, los cuales corresponden a grafito y una matriz martenstica,esta ltima muy dura y resistente, pero la presencia de grafito nodular le aporta a laaleacin mayor ductilidad.


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7. Bibliografa

Fundamentos de la practica metalogrfica Cap. 1. George L. Kehl.

Elemento de Metalografia y de Acero al Carbono. R. L. Bernau.

Fundiciones de hierro.ILAFA. Propieties and Selection: IronsSteels and High Performance Alloys. ASM

MetalsHandBookVolume 01.

Metallography And Microstructures.ASM MetalsHandBookVolume 09.

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