Escuela Superior Politcnica del Litoral

Facultad de Ingeniera en Mecnica y

Ciencias de la Produccin

Laboratorio de Ensayos Metrolgicos y de

Materiales

Prctica #1: Identificacin de fases del acero

Alumno: Blss Hernndez Castro

Paralelo: #106

Profesor: Ing. Jos Pilataxi

Fecha del experimento: Viernes 19 de junio del 2015

Fecha de entrega: Viernes 3 de julio del 2015

Integrantes: Andrs Andrade

2015-2016

Tabla de contenido

1) Resumen ............................................................................................................... 3

2) Teora ................................................................................................................... 3

3) Procedimiento experimental ........................................................................... 7

4) Anlisis de resultados ...................................................................................... 9

5) Conclusin .......................................................................................................... 10

6) Recomendaciones .............................................................................................. 11

7) Referencias ........................................................................................................ 11

8) Anexos ................................................................................................................. 11

1) Resumen

Cada material tiene una microestructura nica que lo diferencia respecto a los dems,

como una especie de huella dactilar. Por lo que al estudiar esta microestructura (fases,

granos, etc.) respecto a algn patrn establecido por los metalgrafos, se podra

identificar una muestra de material desconocida.

El experimento realizado en esta prctica se bas en lo anterior. Primero se armaron la

muestras, por medio de un pedazo de material rellenado con resina epxica, montada en

un pistn a temperatura de 200[C] y una presin que variaba entre (2000, 3000)[psi],

luego del cual se dejaba enfriar unos 5 [min] para que se solidifique la muestra. Cabe

recalcar, que para diferenciar los materiales montados y facilitar su anlisis, estos

tenan diferentes formas geomtricas, que a su vez permitan una mejor lijada.

Luego se procedi al ensayo metalogrfico realizado en la prctica #1 (Diagramas de

fases), el cual consista en lijar, pulir y atacar qumicamente la muestra, para poder

observarla por medio del microscopio ptico. Finalmente se obtuvieron las imgenes de

los granos cristalogrficos, para los cuales usando un adecuado manual metalogrfico,

se podra averiguar sobre el nombre de los materiales desconocidos, que pertenecan a:

trozo de pistn de cilindro de escape de un motor

trozo de un pin

un clavo

hojas de Gillette

alfiler

2) Teora

Metalografa es el estudio de la estructura fsica y componentes de metales,

tpicamente usando microscopa.

Los materiales cermicos y polimricos tambin se pueden preparar usando tcnicas

metalogrficas, por lo tanto, los trminos ceramography, plastography y,

colectivamente, materialografa.

Fig. 2.1: Micrografa del bronce

La superficie de un espcimen de metalogrficos se prepara por varios mtodos de

molienda, pulido y ataque qumico. Despus de la preparacin, se analiza a menudo usando

microscopa ptica o electrnica. Usando slo tcnicas metalogrficas, un tcnico

experto puede identificar aleaciones y predecir las propiedades del material.

La preparacin mecnica es el mtodo de preparacin ms comn. Sucesivamente ms

fino partculas abrasivas se utilizan para eliminar material de la superficie de la muestra

hasta que se alcanza la calidad de superficie deseada. Muchas mquinas diferentes para

hacer esto esmerilado y pulido, que son capaces de satisfacer las diferentes demandas

de calidad, capacidad y reproducibilidad.

Un mtodo de preparacin sistemtica es la forma ms fcil de conseguir la verdadera

estructura. Preparacin de la muestra, por lo tanto debe seguir las reglas que son

adecuados para la mayora de los materiales. Diferentes materiales con propiedades

similares (dureza y ductilidad) respondern por igual y por lo tanto requieren los mismos

consumibles durante la preparacin.

Especmenes metalogrficos son tpicamente "montados" usando una resina

termoestable compresin en caliente. En el pasado, se han utilizado resinas

termoestables fenlica, pero epoxi moderna es cada vez ms popular debido reducida

contraccin durante el curado resultados en una mejor montaje con la retencin del

borde superior. Un ciclo tpico de montaje comprimir el espcimen y medios de montaje

a 4000 psi (28 MPa) y se calienta a una temperatura de 350 F (177 C). Cuando las

muestras son muy sensibles a la temperatura, "montes fros" se pueden hacer con una

resina epoxi de dos partes. Montaje de una muestra proporciona una forma segura y

estandarizada, y ergonmico por el que llevar a cabo una muestra durante las

operaciones de rectificado y pulido.

Fig. 2.2: Montado con resina Fig. 2.3: Montado en fro

Despus del montaje, la muestra se muele en hmedo para revelar la superficie del

metal. La muestra se muele sucesivamente con finos y medios ms fino abrasivo. El

carburo de silicio papel abrasivo fue el primer mtodo de trituracin y todava se utiliza

hoy en da. Muchos mtalografos, sin embargo, prefieren utilizar una suspensin granalla

de diamante que se dosifica en una almohadilla de tela reutilizable durante todo el

proceso de pulido. Polvo de diamante en suspensin podra comenzar en 9 micrmetros

y terminar en un micrmetro. En general, el pulido con la suspensin de diamante da

resultados ms finos que el uso de papeles de carburo de silicio (SiC) papeles, sobre

todo con la porosidad revelador, que el papel de carburo de silicio a veces "desprestigio"

terminado. Despus de moler la muestra, se realiza el pulido. Tpicamente, un espcimen

se pule con una suspensin de almina, slice, o de diamante en un pao napless para

producir un acabado de espejo libre de la nada, libre de desprestigio, arrastrar o

extrables y con mnima deformacin remanente del proceso de preparacin.

Despus de pulir, ciertos constituyentes microestructurales pueden verse con el

microscopio, por ejemplo, inclusiones y nitruros. Si la estructura cristalina no es cbico

(por ejemplo, un metal con una estructura cristalina hexagonal lleno-cerrado, tal como

Ti o Zr) la microestructura puede ser revelado sin grabado utilizando luz polarizada

cruzada (microscopio de luz). De lo contrario, los constituyentes microestructurales de

la muestra se revelan mediante el uso de un producto qumico adecuado o agente de

grabado electroltico.

Muestras preparadas deben ser examinados a simple vista despus del grabado para

detectar cualquier reas visibles que han respondido a la solucin de ataque diferente

de la norma como una gua a donde debe ser empleado examen microscpico. Microscopa

ptica (LOM) examen Luz siempre se debe realizar antes de cualquier tcnica

metalogrfico electrnica (EM), ya que estos son ms tiempo para llevar a cabo y de los

instrumentos son mucho ms caros.

Adems, ciertas caractersticas pueden ser mejor observados con la LOM, por ejemplo,

el color natural de un componente se puede ver con la LOM, pero no con los sistemas de

EM. Adems, el contraste de imagen de microestructuras en aumentos relativamente

baja, por ejemplo,

3) Procedimiento experimental

3.1. Materiales:

Lija para desbaste del material (# 240, 320, 400, 600, 1000)

Guantes de calor

Resina epxica

Prensa metalogrfica de calor

Mascarillas de calor

Hidrxido de amonio (NH4OH) para el ataque qumico

5ml de perxido de hidrogeno- H2O2 (detener el ataque qumico)

Alcohol o etanol

Microscopio

Tabla III.1: Condiciones de la prueba

Presin Entre 2 y 3 [ksi]

Temperatura 200 []

Tiempo Fundicin de resina = 15 [min]

Solidificacin = 5 [min]

Tabla III.2: Especificaciones de la pulidora universal

Equipo Pulidora Universal

Marca STRUERS

Modelo DP-U

Cdigo(ESPOL) 2741

Tabla III.3: Especificaciones del microscopio metalogrfico

Equipo Microscopio Metalogrfico

Marca Olympus

Modelo GX-41

Cdigo(ESPOL) EM-012

3.2. Equipos:

Fig. 3.1: Prensa metalografica Fig. 3.2: Lijas de agua

Fig. 3.3: Pasta de almina Fig. 3.4: Centrfuga de pulido

Fig. 3.5: Muestras metalogrficas Fig. 3.6: Microscopio ptico

4) Anlisis de resultados

Fig. 4.1: Acero templado y revenido. Se

tiene Martensita al0.5% de C. Observacin

de la matriz a x500

10

Fig. 4.3: Martensita fina y carburos al 1% de C Fig. 4.4: Composicin igual que la fig. 4.3

Laminado previo en caliente y posterior Observacin a x200

templado y revenido

Fig. 4.5: Observacin de la matriz a x400

Rueda dentada del pin.

5) Conclusin

La tcnica de la metalografa no solo permite observar las distintas fases de

un material, sino que tambin permite identificar los diferentes tratamientos

al que ha sido sometido para cambiar sus propiedades (mecnicas, en el caso

del acero).

La microestructura es nica en cada material, y analizndola se pueden hacer

aseveraciones sobre muestras desconocidas.

11

6) Recomendaciones

No excederse en el tiempo de prensado de la muestra con la resina, para

evitar posible difusin entre ellas o cambiar la microestructura del

material.

Lijar correctamente: si el material est muy rstico, limarlo; humedecer

continuamente las tirillas de lijas; procurar un lijado lineal y girar 90[]

cada cambio de lija.

El tiempo del ataque qumico debe ser menor a 10[s], terminndolo con

alcohol o etanol.

Obtener un folleto de microestructuras del acero como gua prctica para

poder averiguar el porcentaje de carbono presente en los materiales e

identificar el tratamiento a la que fue sometido.

7) Referencias

[1] Metallography, (s.f.). En Wikipedia (idioma ingls). Recuperado el 2 de

julio del 2015 de https://en.wikipedia.org/wiki/Metallography

[2] Introduccin a la Ciencia e Ingeniera de los materiales, William D.

Callister Jr.

[3] Smith, W. (2006). Fundamentos de ciencia e ingenieria en materiales . Mxico : McGraw-Hill Companies.

8) Anexos