UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA

“INFORME DE ENSAYO DE METALOGRAFÍA”

PROFESOR: ING. Jose Luis Sosa

ESTUDIANTES: Cruz Soto Diego Joel 20132169G

Samame Romero Anderson 20132132F

SECCION: I

FECHA DE PRESENTACIÓN: 18/11/2013

Lima – Perú

CIENCIA DE LOS MATERIALES

2013

ÍNDICE

1.- OBJETIVOS…………………………………………………………………….

2.- EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS……………………………………

3.-PROCEDIMIENTO………...........................................................................4.- OBSERVACIÓN DE LAS PROBETAS ATACADAS……………………….

5.- CONCLUSIONES…………………………………………………...................

6.- CUESTIONARIO DE ENSAYO METALOGRÁFICO………………………..

7.- BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………….

OBJETIVOS

Estimar, en base a las fotografías captadas

en el laboratorio, el contenido de carbono de los

materiales estudiados.

Reconocer los equipos utilizados en el ensayo de

metalografía

Relacionar las características estructurales de un metal o

aleación con sus propiedades físicas o mecánicas.

Analizar las muestras ensayadas por medio de la

observación en un microscopio metalográfico

Adquirir algunas nociones acerca

de las propiedades de las fases presentes en

las aleaciones hierro-carbono

Aplicar y conocer los tipos de químicos en el ataque a la

superficie de nuestro material

Determinar los factores de los cuales depende el tamaño de

grano de un material y conocer su influencia sobre las

propiedades mecánicas de este.

Identificar los pasos que se deben seguir para realizar un

análisis metalográfico.

EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS

A. PROBETAS

ACERO BAJO CARBONO 100X

ACERO BAJO CARBONO 500X

ACERO MEDIO CARBONO 100X

ACERO MEDIO CARBONO 500X

BRONCE 100X

BRONCE 500X

COBRE 100X

COBRE 500X

B. LIJAS

C. PAÑO DE BILLAR

D. DISCO GIRATORIO (PULIDORA)

E. Secadora

F. Componentes químicos.

Nital 3% Solución de HNO3

Alcohol

Numeroc36060080010001500

G. Microscopio óptico.

PROCEDIMIENTO

Marcar en la cara de la probeta queno va ser pulida dos rectasperpendiculares que se crucen en elcentro de la superficie.

Empezar a trabajar con la lija de180 en la cara que será pulida,realizando el esfuerzo en una mismadirección (se debe seguir ladirección de una de las rectastrazadas).

Repetir el paso anterior con las lijas de 360, 600, 800,1000 y 1500 cambiando de dirección a seguir cuando secambia de lija.

Una vez terminado de lijar laprobeta, se empieza a pulir conalúmina sobre el paño de billarhaciendo un movimiento radial.

Se ataca químicamente con elcompuesto indicado para cada tipode probeta.

Se seca luego de haber sido atacadapor un tiempo de 20 a 25 segundos.

Se observa el área trabajada conayuda del microscopio.

OBSERVACIÓN DE LAS PROBETASATACADAS

CONCLUSIONES

Al realizar el ensayo nos podemos dar cuenta que el

resultados de lijar depende mucho de la persona que lo

realiza, si no se tiene una adecuada precisión no se

obtendrá una adecuada probeta y tendría que realizar de

nuevo los pasos.

En la observación nos damos cuenta que los granos de las

caras de nuestras probetas mostraban unos granos no muy

pequeños o finos, que al observar su tamaño de granos en

las tablas de los libros concuerda con el tipo de grano

ensayado

Nos podemos dar cuenta que el grano de muestra de bronce es

menor que la de cobre

El tamaño de grano de la muestra de acero de construcción

es mayor que el acero liso, esto se debe a la mayor

concentración de carbono en el primero en comparación con

el segundo

Al observar la probeta de bronce nos damos cuenta que es la

más clara, en donde muestra algunas partes oscuras

producidas por la variación de los parámetros cristalinos

debido al reactivo Nital

Con respecto a la resistencia de las probetas de acero,

bronce y cobre la de acero resulta mayor ante el ataque

químico, esto se observa cuando se incide la luz

mostrándose sombras que hacen visibles sus contornos

CUESTIONARIO DE ENSAYO METALOGRÁFICO

1.- ¿Qué es el Ensayo Metalográfico?

El ensayo metalográfico es el estudio microscópico de las

características estructurales de un metal o aleación. Es

posible determinar el tamaño de grano, y el tamaño, forma y

distribución de varias fases e inclusiones que tienen efecto

sobre las propiedades mecánicas del metal.

2.- ¿En qué casos se hace necesario el Examen Metalográfico?

El examen metalográfico puede realizarse antes de que la

pieza sea destinada a un fin, a los efectos de prevenir

inconvenientes durante su funcionamiento, o bien puede ser

practicado sobre piezas que han fallado en su servicio, es

decir, piezas que se han deformado, roto o gastado. En este

caso la finalidad del examen es la determinación de la causa

que produjo la anormalidad.

3.- ¿Qué tipo de polvo abrasivo se ha utilizado durante el

pulido mecánico de las probetas?

Se ha utilizado ALUMINA.

4.- ¿Qué aumento se ha utilizado para observar las rayas

producidas por el desbaste con la lija?

Se han utilizado 100X y 500X.

5.- ¿Qué números de lijas han sido utilizados para el

desbaste de la superficie?

Se utilizaron: 180, 360, 600, 800, 1000 y 1500.

6.- ¿Qué reactivo se ha empleado en el ataque químico de las

probetas? Indique la forma de aplicación.

Se han empleado:

Nital 3% Solución de HNO3

Alcohol

Se aplicó Ácido Nítrico para los aceros y Nital para el

bronce y cobre. Además se utilizo el alcohol en algodón para

retirar las impurezas de la cara ensayada.

7.- ¿Cómo se obtiene la probeta metalográfica?

Las fases de preparación de la probeta metalográfica son las

siguientes:

1. Corte de la muestra.

2. Montaje (opcional)

3. Desbaste

4. Pulido

5. Ataque químico o electrolítico.

El corte de muestra no fue necesario porque ya teníamos los

metales en probetas. Luego hicimos desbaste con las lijas, el

pulido y por último el ataque químico.

8.- ¿Cómo se realiza el montaje de la probeta metalográfica,

cuando ésta es de tamaño pequeño?

Las muestras que son difíciles de manejar debido a sus

dimensiones geométricas (formas irregulares o muy pequeños),

o a su naturaleza, normalmente son montadas en algún tipo de

soporte o bien son encapsuladas en algún tipo de resina, o

metal de bajo punto de fusión, los cuales normalmente no

quitan información del espécimen estudiado. Existe una

variedad de resinas comerciales que normalmente cubren esta

función. En el análisis de productos “precipitados” en la

superficie además de encapsular las muestras, es necesario

primero depositar mediante una técnica adecuada algún

elemento, compuesto o metal que proteja los bordes o el

desprendimiento de los mismos.

9.- ¿Que constituyentes se observan en los aceros al carbono?

los constituyentes son: austerita, ferrita, perlita,

cementita, bainita, sorbita y martensita.

10.- ¿Cómo se realiza la determinación del tamaño del grano?

Hay varios métodos para determinar el tamaño de grano de un

metal.

Los principales métodos para la determinación del tamaño de

grano recomendados por la ASTM (American Society for Testing

and Materials) son: método de comparación, método planimtrico

y método de intercepción.

Método de comparación:

Mediante el método de prueba y error se encuentra un patrón

que coincide con la muestra en estudio y entonces se designa

el tamaño de grano del metal por el número correspondiente al

número índice del patrón mixto; se tratan de manera

semejante, en cuyo caso se acostumbra especificar el tamaño

de granos en términos de dos números que denota el porcentaje

aproximado de cada tamaño presente. El método de comparación

es más conveniente y bastante preciso en muestras de granos

de ejes iguales.

El número de tamaño de grano “n” puede obtenerse con la

siguiente relación:

N=2 n -1

Método Planimétrico:

Es el más antiguo procedimiento para medir el tamaño de grano

de los metales. El cual consiste en que un circulo de tamaño

conocido (generalmente 19.8 mm f, 5000 mm2 de área) es

extendido sobre una rnicrofotografía o usado como un patán

sobre una pantalla de proyección. Se cuenta el número de

granos' que están completamente dentro del círculo n1 y el

número de granos que interceptan el circulo n2 para un conteo

exacto los granos deben ser marcados cuando son contados lo

que hace lento este método.

Método de intercepción:

El método de intercepción es más rápido que el método

planimétrico debido a que la microfotografía o patrón no

requiere marcas para obtener un conteo exacto. El tamaño de

grano se estima contando por medio de una pantalla dividida

de vidrio, o por fotomicrografía o sobre la propia muestra,

el número de granos interceptados por una o más líneas

restas. Los granos tocados por el extremo de una línea se

cuentan solo como medios granos. Las cuentas se hacen por lo

menos entre posiciones distintas para lograr un promedio

razonable. La longitud de líneas en milímetro, dividida entre

el número promedio de granos interceptados por ella da la

longitud de intersección promedio o diámetro de grano. El

método de intersección se recomienda especialmente para

granos que no sean de ejes iguales.

11.- Muestre ejemplos del uso del ensayo macrográfico,

incluir fotos de estructuras. 

La metalografía consiste en el estudio de la constitución y

la estructura de los metales y las aleaciones. La forma más

sencilla de hacer dicho estudio es examinando las superficies

metálicas a simple vista, pudiendo determinar de esta forma

las características macroscópicas. Este examen se denomina

"macrográfico" del cual se pueden obtener datos sobre los

tratamientos mecánicos sufridos por el material (es decir se

puede determinar si el material fue trefilado, laminado,

forjado, etc.) o comprobar la distribución de defectos (como

grietas superficiales, rechupes, partes soldadas, etc). Para

el examen macroscópico, dependiendo del estudio a realizar,

se utilizan criterios para el tipo de corte a realizar

(transversal o longitudinal) para extraer la muestra (por

ejemplo un corte transversal para determinar la naturaleza

del material, homogeneidad, segregaciones, procesos de

fabricación de caños, etc., y un corte longitudinal: para

controlar los procesos de fabricación de piezas, tipo y

calidad de la soldadura, etc.). 

Con la ayuda del microscopio podemos realizar un ensayo

micrográfico con el cual es posible determinar el tamaño de

grano, y el tamaño, forma y distribución de las distintas

fases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las

propiedades mecánicas del material. La microestructura

revelará el tratamiento mecánico y térmico del metal y podrá

predecirse cómo se comportará mecánicamente. 

Tamaño de granos de acero

12.- Indicar cuál sería el reactivo más adecuado para atacar

una probeta fabricada en acero de alta resistencia AISI 4130

Nital, picral o vilella, cualquiera de esos reactivos son

buenos para los aceros.

Nital: Acido nitrico y alcohol.

picral: acido picrico y alcohol.

vilella, acido picrico , nitrico y alcohol.

BIBLIOGRAFÍA

Askeland, D. (2004). Ciencia e Ingeniería de los Materiales, cuarta

edición, Editorial Thompson, Madrid, España.

Smith W. Fundamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Ed. Mc

Graw-Hill, Madrid España.

Shackelford J. Ciencia de Materiales para Ingenieros, tercera

edición. Prentice Hall. México1995.

Keiser Carl. Técnicas de Laboratorios para pruebas de Materiales, Ed.

Limusa – Wiley.

Zolotorovski, V. Pruebas Mecánicas y Propiedades de los Metales.

Ed. Mir.

Laceras. Tecnología de los Materiales Industriales.

Apraiz, J. Tratamiento Térmico de los aceros.