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Práctica de Laboratorio # 1
Ingeniería de los Materiales I.
Título: Metalografía. Estructuras del
diagrama Hierro - Carbono.
Temática: Análisis estructural de
algunas aleaciones del diagrama Fe-C.
Introducción
En las conferencias anteriores a esta práctica de
laboratorio
estudiamos
los
materiales,
su
clasificación y propiedades, estableciendo una
vinculación entre su composición, estructura,
propiedades y aplicación. La metodología para la
selección de materiales. También estudiamos como
vincular la composición, estructura y las propiedades
en las aleaciones Fe-C; así como identificar los
diferentes tipos de tratamientos térmicos y
termoquímicos y sus aplicaciones industriales.
Para el desarrollo de la práctica se orientó con
anterioridad una guía de autopreparación.
Ahora de manera rápida vamos a controlar si están
preparados para realizar la práctica a través de
preguntas de control.
Preguntas de Control
Preg. 1. Señale dos redes cristalinas
características que pueden presentar las
estructuras en el diagrama hierro carbono.
Preg. 2. De las redes cristalinas cúbicas
centradas en las caras y cúbica centrada en
el cuerpo. ¿Cuál de ellas contiene más
átomos de carbono?
Preg 3. ¿Qué dos grupos de aleaciones se
encuentran en el diagrama Fe-C?
Objetivos
Emplear al microscopio metalográfico en la
identificación
de las fases en la
microestructura. Inferir propiedades a partir
de la composición y microestructura.
Determinar la estructura de los aceros al
carbono, fundiciones blancas y grises,
mediante
la
observación
de
su
microestructura.
Métodos para estudiar metalográficamente
un metal:
Tomar una muestra o probeta.
Preparación de la muestra o probeta.
Revelar la estructura con un ataque químico.
Estudio de la microestructura
microscopio óptico o electrónico.
con
un
Selección de la muestra o probeta.
Estas deben ser lo más representativas
posible de la estructura que se estudia. Se
hace necesario realizar varios cortes para
obtener varias probetas. Cuando se realiza
el corte deberá cuidarse de no provocar
cambios
estructurales
debido
a
calentamientos o deformaciones plásticas.
Pasos para la Preparación de la
muestra o probeta.
Desbaste.
Pulido.
Ataque químico.
Máquina Desvastadora.
Para el desbaste se necesitan
papeles abrasivos (lijas de agua)
que
van
aumentando
en
dependencia de la cantidad de
granos por pulgada cuadrada a
partir de 180.
Pasos para el desbaste.
 Colocar papel abrasivo requerido en función del
estado de la superficie de la probeta.
 Revisar la conexión de agua de lubricación y la
descarga de esta.
Poner en funcionamiento la máquina.
Regular el agua de lubricación, de forma tal
que sea abundante pero sin provocar
salpicadura.
 Colocar suavemente la probeta sobre el papel de
grado más grueso.
 Antes de pasar al papel de grado medio o fino, se
enjuaga previamente la probeta para evitar la
contaminación del papel siguiente.
Colocar la probeta sobre el papel siguiente,
observando previamente las rayas y
girándola 90 grados para poder eliminarlas.
.
Para lograr una superficie plana y los bordes
bien definidos, se evitará levantar la
probeta.
Máquina Pulidora
Objetivo del Pulido
Proporcionarle
un acabado de mayor
calidad a la probeta, eliminando de su
superficie todas las huellas del desbaste
hasta obtener un acabado especular.
Para el pulido se emplean abrasivos como
alúmina y óxido de cromo (piedra verde).
El soporte de los abrasivos son paños de
pulido, constituidos por fibras resistentes al
desgaste, como por ejemplo, terciopelo,
gamuza sintética y paños de billar.
Etapas del Pulido
 Pulido grueso, que elimina las rugosidades
superficiales y la capa deformada durante
desbaste. Este se logra presionando con fuerza la
probeta sobre el paño abrasivo.
 Pulido fino, se logra eliminando paulatinamente la
presión que se ejerce sobre la probeta hasta
obtener una superficie con acabado especular.
Se culmina el pulido con la observación
final y se procede a lavar y limpiar con
alcohol o acetona la superficie de la
probeta, empleando para ello papel de filtro
o similar.
Ataque Químico
Objetivo del Ataque Químico
Se
realiza
para
revelar
microestructura de la probeta.
la
Ataque de la Probeta.
Posterior al ataque
Se lava la probeta con agua y se seca
con alcohol, frente a una corriente de
aire caliente.
Probeta Atacada.
Estudio de la microestructura en
el microscopio metalográfico.
Características del microscopio
Instrumento que permite una
mayor
resolución y hace posible observar detalles
más finos que el del ojo humano. Por ser el
metal un cuerpo opaco este microscopio
basa su principio de funcionamiento en que
la luz se hace incidir sobre la muestra a
observar.
Partes fundamentales:
 Sistema mecánico: Es el encargado de asegurar la
rigidez, seguridad y precisión del sistema óptico.
La vez posibilita el centraje de la luz, el enfoque
(mediante el tornillo de enfoque grueso y fino) y
la exploración de la muestra (mediante el
movimiento de la plantilla).
 Sistema óptico: Es el encargado de producir la
imagen ampliada de la parte del objeto sometida a
examen y se divide en:
 Sistema objetivo: Lente situada cerca del objeto.
 Sistema ocular: Lente situada cerca del ojo
humano.
Pasos para la observación al
microscopio.
 Colocación de la superficie de la probeta en
posición horizontal, para lo cual se emplean placas
metálicas o plásticas con plastilina y se presiona la
probeta con un equipo disponible.
Selección del aumento a obtener en el lente.
En nuestro caso se desean 1500 aumentos,
lo cual se logra con la lente que produce
100 aumentos y el ocular que produce 15
aumentos.
Encendido de las lámparas del microscopio.
Enfoque de la probeta, colocándose en el
punto donde incide la luz una gota de aceite
de inmersión.
Observación
y
microestructura.
enfoque
de
la
Identificación de la estructura.
Se realiza la identificación de la
estructura a través del libro de texto y
atlas estructurales.
Desarrollo de la práctica.
Después de refrescar los conocimientos
pasaremos al desarrollo de la práctica para
lo que es necesario que se agrupen en
parejas, que yo les entregaré la muestra
con que trabajará cada dúo. Estas muestras
están constituidas por diferentes tipos de
aceros estructurales con disímiles
contenidos de carbono.
Observación al microscopio.
Mientras van trabajando compruebo los
conocimientos relativos al manejo del
equipo a través de las siguientes preguntas:
¿Cuáles son las partes fundamentales del
microscopio?
¿Cuál es la función del sistema mecánico?
¿Cuál es la función del sistema óptico?
Caracterización de la muestra.
Los que ya hayan observado la
microestructura,
deben
proceder
a
identificar las diferentes fases de la misma y
su composición. Observando además el
resto de las muestras para establecer
comparaciones en función de las áreas
relativas que ocupan las diferentes fases en
función de la composición en carbono
conocida.
TABLA 1 Resultado de la observación al
microscopio metalográfico de diferentes
muestras.
MUESTRA
RESULTADOS
OBSERVACION
Como explica la guía una vez
cumplimentado todos los pasos. Se procede
a realizar la identificación de esta estructura
a través del libro de texto y atlas
estructurales.
Conclusiones de la práctica
la observación estructural de los distintos
materiales (materiales a utilizar) es necesario en primer
lugar realizar la preparación superficial de los mismos
lo que permite revelar las estructuras presentes.
1- Para
2- Son de gran importancia los métodos para relevar la
estructura metalográfica ya que nos permiten estudiar
las estructuras mecánicas y con ello realizar distintos
análisis.
3- Otra conclusión puede ser medidas a tomar de carácter
general o particular con algunos estudiantes después de
haber analizado la situación individual de cada uno de
ellos durante el desarrollo de la práctica.
Bibliografía.
1. Texto de metalografía. Tomo 1. Avner S. Introducción
a la metalurgia física. Editorial Ciencia y técnica. La
Habana. 1970.
2. P. Guliaev. Metalografía tomo I.
3. A. Kucher. Tecnología de Metales.
4. B. A. Kuzmán. Metalurgia, Metalografía y materiales
de construcción.
5. H. U. Ordonez. Tecnología de los Metales.
Materiales complementarios.
1. http://matweb.tradepub.com/ (Plásticos, Cerámicas y
Composites).
2. http://www.fiqm.umcc.cu/ (Ciencia de los Materiales).
Estructura del informe
– Titulo de la práctica:
– Nombre y Apellido:
– Introducción: Que incluya los objetivos de la
práctica y los métodos que se emplean para el
cumplimiento de los propuestos.
– Desarrollo
– Conclusiones y Recomendaciones:
FIN