El Microscopio Gramatical Del EspanolDescripción completa
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PREPARACIÓN DE D E UNA PROBETA PROBE TA METALOGRAFICA Y EL MICROSCOPIO MÉTALOGRAFICO MÉTALOGRAFICO metalo logr graf afía ía o micro icrosc scop opia ia estu estudi diaa micr micros oscó cópi pica came ment ntee las las Meta Metalo logr graf afíía. a. La meta características estructurales de un metal o de una aleación. Sin duda el microscopio es la herramienta más importante del metalurgista tanto desde el punto de vista científico como desde el técnico. Es posible determinar el tamaño de grano la forma y distribución de varias fases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del metal. La microestructura revelara el tratamiento mecánico y térmico del metal y bao un conunto de condiciones dadas podrá predecirse su comportamiento esperado. La e!periencia ha demostrado que el é!ito en el estudio microscópico depende en mucho del cuidado que se tenga para preparar la muestra. El microscopio más costoso no revelara la estructura de una muestra que no haya sido bien preparada. preparada. metalográficas se han desarrollado desarrollado a! PROBETA METALOGRAFICA. Las técnicas metalográficas precisamente para identificar las fases presentes en los metales y en sus aleaciones" y para e!plicar e!plicar el mecanismo de su formación. formación. Estas fases que constituy constituyen en el agregado metálico son" generalmente" de tamaño microscópico y" para su observación y estudio" es preciso preparar debidamente de bidamente la probeta. #na superficie metálica en la que se van a observar o bservar unas fases microscópicas ha de ser plana y estar pulida. $lana" porque la pequeña profundidad de foco de los sistemas ópticos de observación a grandes aumentos no permitiría enfocar la imagen simultáneamente en planos situados a distintos niveles% estar debidamente pulida para que sólo pueda aparecer en ella detalles propios de d e su estructura" y no circunstancias aen aenas as a ella ella que pueda puedan n enmas enmasca carar rarla la .Las .Las etap etapas as de la prep prepar arac ació ión n de la prob probet etaa metalográfica son& '(uestreo '(ontae de la muestra ')esbaste '$ulido '*taque químico muestra que se va a estudiar estudiar al microscopio es una operación M"e#treo$ La elección de la muestra delicada y muy importante. Si lo que se trata de estudiar es un fallo del material" la muestra debe tomarse de una +ona lo más pró!ima posible al punto en que se ha producido el fallo" y compararla con otra obtenida en una sección normal% se recomienda tomar , muestras para el caso de muestras de soldaduras en el material de base -material cercano a la soldadura -en el cordón de soldadura. La muestra debe e!traerse de forma que sea representativa e identificar de alguna forma la orientación de la fabricación del material" tratando en todo momento de evitar calentamientos fuertes de la probeta por que podría distorsionar la microestructura. La e!tracción puede hacerse mediante sierra o disco abrasivo" siendo el tamaño recomendado de las probetas" apro!imadamente" de /!/!01 mm. En el caso de de briqueta ,/mm diámetro y 1mm de altura
Mo%ta&e 'e la ("e#tra$ El montae de la muestra o empastillado consiste en embutir la probeta en alg2n producto como la ba3elita 4resina termoendurecible5" Lucite 4resina termoplástica5" etc." de forma que el conunto sea maneable manualmente o adecuado para insertarlos en los aloamientos de los dispositivos de preparación. El montae se reali+a cuando se trata de muestras pequeñas que son difíciles de manear o suetar o" también" cuando se pretende observar la superficie o borde de la probeta 4recubrimientos" cementación" etc.5 se busca siempre que las caras de la probeta sean paralelas para poder reali+ar otro tipo de pruebas y para poder ser anali+ados en otros tipos de microscopios. Se añade para ello" además" granalla de acero" como se puede observar en la figura adunta" con el fin evitar el relieve en la +ona pró!ima a los bordes. $or otra parte" se biselan las aristas 617 mediante desbaste en la liadora de cinta" para evitar cortes y agarres de la probeta en los papeles y paños de pulido.
De#)a#te $(ediante el desbaste se consigue poner al descubierto la superficie del material" eliminando todo lo que pudiera obstaculi+ar su e!amen" a la ve+ que se obtiene una superficie plana con pequeña rugosidad. 8onsiste en frotar la superficie de la probeta" qu e se desea preparar" sobre una serie de papeles abrasivos" cada ve+ más finos. #na ve+ obtenido un rayado uniforme sobre un determinado papel" se debe girar la probeta 9/7 para facilitar el control visual del nuevo desbaste. 8ada fase será completada cuando desapare+can todas las rayas producidas por el paso por el papel abrasivo anterior. El desbaste puede hacerse manualmente" o mediante aparatos que se denominan desbastadoras o liadoras. Suele hacerse en h2medo" para evitar los calentamientos que pueden modificar la estructura de la probeta. El desbaste manua l se reali+a en caas de desbaste donde se colocan ordenados" de i+quierda a derecha" de mayor a menor rugosidad" los papeles abrasivos 4véase la figura adunta5. Los papeles abrasivos pued en ser de carburo de silicio 4 Si8 5 o de corindón. E!isten en el comercio papeles de Si8 n7 :/" 0/" 0;/" /" ,/" 1//" 0///" 6//" y 6///. Este n2mero se corresponde en modo inverso con el tamaño de partícula del abrasivo" es decir" mayor n2mero menor tamaño de la partícula de abrasivo" y viceversa.
P"l*'o$ El pulido de una probeta metalográfica tiene por obeto eliminar las rayas producidas en la operación de desbaste y obtener una superficie especular4tipo espeo5. Se pueden emplear diversos tipos de abrasivos& polvo de diamante 40/" 0" /"1 y /"1 micras5" al2mina 41" 0" /"1" /"0 y /"/1 micras5" ó!ido de magnesio" etc. En cuanto a los paños de pulido" los hay de tela de billar" nylon" seda" algodón" etc. El pulido electrolítico se reali+a mediante un proceso de disolución anódica del metal 4véase montae en figura adunta5. Se tienen que fiar las condiciones de tensión y densidad de corriente para conseguir el efecto buscado. )espués del pulido la muestra se enuagan con un chorro de alcohol4agua5 y se secan rápidamente bao un chorro de aire caliente.
Ata+"e +"í(*,o$ #na superficie pulida revela ya una serie de hechos interesantes" como pueden ser grietas" inclusiones" fases 4si su forma y color las hacen diferenciables5" poros" etc. $ero" normalmente" la probeta hay que atacarla para omars3i5. = Ataque químico& para la gran mayoría de los materiales metálicos éste el método más empleado. $uede reali+arse por frota(*e%to 4 empleando un algodón impregnado en el reactivo que se pasa sucesivamente por la superficie pulida 5 o mediante *%(er#*-% de la muestra en el reactivo. ?nmediatamente después del ataque la probeta debe ser lavada con agua y secada con un chorro de alcohol y aire caliente. = Ataque electrolítico& está basado en los procesos redo!. · Ataque físico& con esta denominación se recogen los reali+ados por bombardeo iónico 4argón5" ataque térmico y la deposición de capas de interferencia.
fig. a
fig.b
fig. c
fig.d
la fig. a muestra la probeta después del esmerilado" la fig.b muestra la probeta después del pulido intermedio" la fig.c muestra la superficie después del pulido final sin rayaduras" la fig d muestra la probeta luego del ataque
Defe,to# e% la reara,*-% 'e ro)eta#$ Los posibles defectos en la preparación de probetas pueden ser @8olas de cometas& este defecto se debe a que no se cambia de sentido de giro en el pulido @>ubes& este defecto se debe a que no se limpio bien la probeta luego del ataque @Aalladuras& este defecto se debe a que en la etapa de desbaste no se hi+o bien el desbaste con las lias de grano grueso y estas rayas se mantienen
)! MICROSCOPIO METALOGRAFICO. En comparación con uno de tipo biológico" el microscopio empleado habitualmente para materiales difiere en la manera en que la muestra es iluminada. 8omo una muestra metalográfica es opaca a la lu+" la misma debe ser iluminada por lu+ refleada. 8omo se observa en la figura " un ha+ de lu+ hori+ontal" de alguna fuente de lu+" es refleado por medio de un reflector de vidrio plano" hacia abao a través del obetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra. #n poco de esta lu+ incidente refleada desde la superficie de la muestra se amplificará al pasar a través del sistema inferior de lentes" el obetivo" y continuará hacia arriba a través del reflector de vidrio plano% luego" una ve+ más lo amplificará el sistema superior de lentes" el ocular. a5 *#(E>BCS. Se denomina aumento del microscopio 4*m5 a la relación sobre el tamaño de la imagen y el del obetivo. )0 D distancia entre el ocular y la pantalla de protección" ) D distancia entre el ocular y obetivo" (0 D aumento propio del ocular" ( D aumento propio del obetivo" La amplificación total es función del producto de los aumentos del ocular y del obetivo. *m D 4)0)5 (0 ( b5 $C)EA )E AESCL#8?C>. Se define como la capacidad de un obetivo para producir imágenes separadas y distintas de dos detalles del o beto muy pró!imos. Es función directa de la longitud de onda" F d G e la lu+ incidente e inversa del índice de refracción del medio" n" y del ángulo de semiabertura de la lente obetivo" u. El poder de resolución queda cuantificado por medio de la distancia mínima" d" entre dos detalles que son observados o resueltos por el microscopio. $ara el caso de ha+ incidente ancho paralelo en el obeto" se cumple la e!presión& d D F n u en donde las unidades de d son las mismas que las de F. Se deduce que podemos ganar en resolución" sólo por la inmersión de la muestra en líquidos de mayor índice de refracción" n" que el aire" pues no nos es posible iluminar con mayores F que además sean perceptibles por el oo humano.
>o obstante" en la microscopía óptica suele emplearse distintos tipos de iluminación que la lu+ blanca" pues si bien no aportan mayor resolución si permiten facilitar la separación de los incidentes observables. 8itamos entre ellos& a5 8ampo oscuro. b5 Lu+ polari+ada. c5 Bécnica de >omars3y. Las que se desarrollarán en las e!periencias con mayor profusión. $or 2ltimo" el poder de resolución del microscopio puede quedar limitado por el propio poder de resolución del oo del observador" d/" que podemos fiar como media de /.01 mm. En efecto" el poder de resolución del oo" d/" y la má!ima amplificación" *m" del microscopio limita el poder de resolución" d" hasta el valor definido por la e!presión& d 4mm5 D /.01 4mm5*m c5 $ACH#>)?)*) )E 8*($C" e" también denominada penetración o resolución vertical del obetivo" es la capacidad de dar imágenes nítidamente enfocadas" cuando la superficie del obeto no es completamente plana. La profundidad de campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del obetivo" (" al índice de refracción" n" del medio y al ángulo de semiabertura del obetivo" u" es decir& e D f40( n u5
F*g"ra $M*,ro#,o*o (etal/rg*,o ,o% el tra0a'o 'el 1a0 l"(*%o#o a tra23# 'el #*#te(a -t*,o.
CUESTIONARIO. 05 5 ,5 65
IJué diferencias hay entre un ataque óptico" químico" electrolítico y físicoK I)escriba el microscopio metalográfico que diferencias hay con el (EB y (EK E!plicar que es el poder de resolución y profundidad de campo E!plicar que diferencias hay entre una briqueta en frió y en caliente y en que casos se usan cada una 15 IJue es el microscopio de campo oscuro y en que casos se utili+aK :5 )escriba el microscopio métalografico y cada uno de sus partes M5 I8omo procedería para preparar una probeta cilíndrica describa todos los pasosK ;5 8omo seria el muestreo para& #n cordón de soldadura • #na plancha • #na pie+a con tratamiento térmico y cementación • 95 La alumina de 0um a que numero de papel abrasivo corresponde 0/5 #na probeta metalografica por que debe tener dos caras paralelas y cuando es necesario solamente una cara 005 I* que se llama aumentos y cual es su relación matemáticaK 05 La precitación de carburos en la matri+ y replicas se iluminan .Hundamente por que 0,5 IJue son los obetivos y que tipos podemos encontrarK
TEST N456
PREPARACION DE PROBETAS Y MICROSCOPIO
05 El microscopio metalografico y el (EN 4(icroscopio electrónicoNNNNN.5 son semeantes en la manera de llevar la imagen de la muestra hacia la vista o hacia la película fotográfica respectivamente% en el primer caso necesitamos una fuente de NN. NNN.O en el segundo caso necesitamos una fuente deNNNNNNNN... 5 #na muestra muy pequeña que queremos anali+ar por microscopio metalografico podemos preparar una briqueta en frió si NN.NNNNNNNNNNNNNN NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN. y en caliente si NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN... NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN. ,5 El poder de resolución es&NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN. NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN.NN.. la profundidad de campo es&NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN. NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN.. 65 (encione tres posibles defectos en la preparación de probetas metalograficas& ' ' ' 15 Pacer un grafico de cómo se podría reali+ar un a muestra para metalografia de lo siguiente4indique los ptos. donde se reali+aría la metalografia5& a5 #na plancha b5 cordón de soldadura
:5 (encione los pasos para reali+ar una probeta metalografica
M5 (encione la formula de la ampliación total 4aumentos del ocular y el obetivo5
;5 * que ángulo hay que rotar la probeta cuando se esta desbastando NN.. y si la probeta presenta ángulos se tiene que NNNNNN si no estos filos malogran el NNNNNN
