Práctica 06 Preparación Micrográfica de Materiales

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química Departamento Departamento de Ingeniería Metalúrgica Fundamentos de Metalurgia y Materiales Enseñanza Experimental Informe “Preparacin Microgr!"ca de Materiales#

Pr!ctica $o% & 'lumna( )el!z*uez )el!z*uez Mendoza +aura Daniela Profesor( Profesor( 'tlatenco ,lapanco Euse-io .% /rupo( 01 2emestre +ecti3o( 410560 Fec7a de entrega( 158008410& .ali"cacin( 9999999

48:

EL ACERO Cuenta la leyenda de un encuentro entre Ricardo Corazón de León y el sultán Saladino, que ocurrió en Palestina a finales del siglo XII. Los dos enemigos en la guerra de las Cruzadas cristianas se jactaan del !oder de sus res!ecti"as es!adas. Ricardo tomó su enorme es!ada, la le"antó con sus dos manos y la dejó caer con toda su fuerza sore una maza de acero. #l im!acto de la es!ada $izo saltar a la maza $ec$a !edazos. Saladino fue más sutil. Colocó su es!ada encima de un mullido coj%n de !luma y la jaló sua"emente. Sin ning&n esfuerzo ni resistencia la es!ada se $undió en el coj%n $asta cortarlo com!letamente como si fuera mantequilla. Ricardo y sus acom!a'antes euro!eos se miraron unos a otros con incredulidad. Las dudas se disi!aron cuando Saladino arrojó un "elo $acia arria y, cuando flotaa en el aire, lo cortó sua"emente con su es!ada. La es!ada de Ricardo Corazón de León era tosca, !esada, recta y rillante. La de Saladino, !or el contrario, era eselta, ligera y de un azul o!aco que, "isto más de cerca, era !roducido !or una te(tura com!uesta de millones de cur"as oscuras en un fondo lanco que caracterizan a los aceros de )amasco. #ra tan dura que se !odr%a afilar como na"aja de afeitar y a la "ez era sumamente tenaz, de manera que !od%a asorer los gol!es del comate sin rom!erse. #ra dif%cil !ara los euro!eos ace!tar que la dureza y la tenacidad se !od%an conjugar de una manera tan e(traordinaria. *oda"%a más dif%cil de ace!tar resultó el entender y dominar la t+cnica de faricación de los aceros de )amasco en las $errer%as de ccidente. La cosa no duró a'os, ni d+cadas- tomó siglos. uc$os eminentes cient%ficos euro!eos fueron atra%dos !or el misterio de los aceros de )amasco. /ntes de in"entar el motor y el generador el+ctricos, ic$ael 0araday gastó alg&n tiem!o tratando de re"elar este misterio. 0araday era $ijo de $errero, de modo que estaa familiarizado con el oficio1 además, ten%a la "entaja de traajar en 2324 cuando la jerga de los acereros ya $a%a decantado muc$os conce!tos que no se ten%an en el siglo XII. Pero 5en casa de $errero, cuc$ara de !alo5. )es!u+s de sesudos análisis, 0araday salió con que el secreto !odr%a estar en la adición de !eque'as cantidades de s%lice y al&mina al acero. #rróneo. Para lo &nico que sir"ió el art%culo de 0araday fue !ara que 6ean Roert 7reant, un metal&rgico de la im!renta de Par%s, se moti"ara a estudiar el tema y descuriera la esencia del misterio- los aceros de )amasco ten%an un contenido alt%simo de carono.

Objetivo(s)

;8:

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• •

 /!render la t+cnica adecuada de !re!aración de materiales !ara su oser"ación al microsco!io. Conocer y utilizar el microsco!io corres!ondiente a cada material. ser"ar y conocer la microestructura de cada material ajo el microsco!io.

Equipo, material y reactivos: • • • • • • • • • • • • • •

Cortadora de disco  ontadora  )esastadora anual Pulidora 8)esaste grueso y fino9 icrosco!io  /nalizador de imágenes Lijas 8:;<, =:<, ;<< y ><<9 aterial metálico aterial cerámico aterial !olim+rico ineral Reacti"os de ataque 8?ital, Cloruro f+rrico, @0, etc.9  /l&mina 82 y <.
Desarrollo Experimental: 2. Selección del área de corte de la muestra. :. Corte. =. ontaje de la !roeta en aquelita o resina e!ó(ica. ;. )esaste grueso. A. )esaste fino. >. Pulido grueso. B. Pulido fino. 3. /nálisis microscó!ico sin ataque. 4. /taque qu%mico 8s% el material lo requiere9. 2<. ser"ación al microsco!io. 22. tención y registro de imágenes.

Resultaos

<8:

/*#RI/L- arilla de acero, !ara construcción CR*#- Cortadora con disco ?*/6#- #n caliente, con aquelita )#S7/S*#- :;<, =:<, ;<< y ><<  /*/DE# DEFIC- ?ital =

0igura 2. etalograf%a de un acero con estructura de granos de !erlita emeidos en una matriz de cementita. ;<
An!lisis e resultaos Ena "ez oser"ados los resultados del e(!erimento y $aer "isto las microestructuras formadas en el microsco!io, !odemos decir que en el !roceso de desaste se logró con el ojeti"o !lanteado, ya que, es el !rimer !aso !ara !oder !oner al descuierto la su!erficie de la !roeta eliminando todo lo que !udiera ostaculizar su e(amen. #n mi !roeta se constató el efecto es!ecular es!erado, lográndose mediante el uso de distintos ti!os de lijas, las cuales al aumentar su tama'o los granos de las misma disminuye !ermitiendo un acaado más fino. Estructura de granos de perlita embebidos en una matriz de cementita:

=8:

 / los granos formados de laminillas lancas y oscuras se les conoce como la fase !erlita del acero, aunque en realidad no es una fase sino dos- la ferrita y el caruro de $ierro o cementita. La fase !erlita tiene la !eculiaridad de contener siem!re el mismo contenido de carono, que es <.BBG.Con esta estructura el material es sumamente frágil !orque la ase de cementita es muy queradiza. C##?*I*/  #s caruro de $ierro y !or tanto su com!osición es de >.>BG de C y 4=.==G de 0e en !eso. #s el constituyente más duro y frágil de los aceros, alcanzando una dureza de 4>< icHers. Cristaliza formando un !aralele!%!edo ortorrómico de gran tama'o. #s magn+tica $asta los :2<C, tem!eratura a !artir de la cual !ierde sus !ro!iedades magn+ticas. /!arece comoJ Cementita !roeutectoide, en aceros $i!ereutectoides, formando un red que en"uel"e a los granos !erl%ticos. J

Com!onente de la !erlita laminar.

J

Com!onente de los glóulos en !erlita laminar.

J

Cementita alargada 8terciaria9 en las uniones de los granos 8<.:AG de C9

P#RLI*/ #s un constituyente com!uesto !or el 3>.AG de ferrita y el 2=.AG de cementita, es decir, $ay >.; !artes de ferrita y 2 de cementita. La !erlita tiene una dureza de a!ro(imadamente :<< icHers, con una resistencia a la rotura de 3< Kgmm : y un alargamiento del 2AG. Cada grano de !erlita está formado !or láminas o !lacas alternadas de cementita y ferrita. #sta estructura laminar se oser"a en la !erlita formada !or enfriamiento muy lento. Si el enfriamiento es muy rusco, la estructura es más orrosa y se denomina !erlita sor%tica. Si la !erlita laminar se calienta durante alg&n tiem!o a una tem!eratura inferior a la cr%tica 8B:= C9, la cementita ado!ta la forma de glóulos incrustados en la masa de ferrita, reciiendo entonces la denominación de !erlita gloular. Seg&n la literatura consultada el acero que se traajó se trata de un acero $i!ereutectoide

&8:

0igura :. )iagrama de fases del acero Se denomina acero $i!ereutectoide, a aquellos aceros que en su com!osición y de acuerdo con el )iagrama $ierroJcarono tienen un !orcentaje de carono entre el <,BBG y el :G. Su constituyente !rinci!al es la cementita 8Caruro de $ierro 80e=C99. #s un material duro y de dif%cil mecanización. #l !roducto microestructural de la aleación $ierroJcarono de com!osición eutectoide es la !erlita. La !erlita y la cementita !roeutectoide constituyen los microconstituyentes de los aceros $i!ereutectoides con un contenido en carono su!erior al de la com!osición del eutectoide que es de <,BBG $asta el l%mite del :G donde el !roducto de la aleación $ierroJcarono !asa a denominarse fundición. Para mejorar la !oca maquinailidad del acero $i!ereutectoide se le somete a un tratamiento conocido como recocido gloular, mediante el cual el caruro ado!ta una forma esf+rica o gloular. Los m+todos utilizados son

Permanencia !rolongada a una tem!eratura inmediatamente !or deajo de la cr%tica



#m!leo de un ciclo oscilante de calentamientos y enfriamientos !or encima y !or deajo de la l%nea cr%tica inferior 

ediante este tratamiento se consigue que el caruro de $ierro ado!te la forma de !art%culas redondas en "ez de láminas como en la !erlita. #sta estructura

58:

!ro!orciona no solo una uena maquinailidad, sino tami+n una ductilidad ele"ada. #l recocido de gloulización se a!lica tami+n algunas "eces a aceros $i!oeutectoides cuya a!licación requieren el má(imo de ductilidad. Varilla de construcción:

*ala 2. Com!osición qu%mica de una "arilla de construcción

Conclusiones Respecto al material:

La "arilla, tami+n conocida como acero de refuerzo o acero corrugado, es una arra com&n de acero al carón laminado que com&nmente se utiliza como mecanismo de tensión en las estructuras de concreto reforzado y mam!oster%a reforzada conser"ando el concreto en com!resión. Las "arillas corrugadas de acero se utilizan como refuerzo en la construcción con concreto. /demás de tener un !a!el fundamental en asorer los esfuerzos de tracción y torsión de la construcción. #l acero es, ásicamente, una aleación de $ierro y de carono. #l contenido del carono en el acero es relati"amente ajo. La mayor%a de los aceros tienen menos de 4 átomos de carono !or cada 2<< de $ierro en el acero. Como el carono es más ligero que el $ierro, el !orcentaje de masa de carono en el acero es casi siem!re menos del :G. La forma con"encional de e(!resar el contenido de los elementos en las aleaciones es !or el !orcentaje de la masa total con que cada uno contriuye.

:8:

#l carono tiene una gran influencia en el com!ortamiento mecánico de los aceros. La resistencia de un acero sim!le con <.AG de carono es más de dos "eces su!erior a la de otro con <.2G. Respecto al procedimiento:

Para la realización del desaste y el !ulido es necesario tener muc$o cuidado al momento de mani!ular la !roeta sore la máquina, ya que, un mal desaste o !ulido im!edirá su !lena oser"ación en el microsco!io En ensayo de metalograf%a se realiza con el fin de otener toda la información que es !osile encontrar en la estructura de los diferentes materiales. Con la ayuda de un microsco!io en donde se !udo oser"arla estructura de ciertas muestras, que nos !ermitió deducir que ti!o de aleación se tiene, y contenido de carono 8una a!ro(imación9.#l ensayo de metalograf%a nos !ermite relacionar los resultados delas muestras con las !ro!iedades f%sicas y mecánicas que se desean otener de un material !ara un uso determinado )es!u+s de cuatro sesiones de traajo me di cuenta que la !re!aración micrográfica de los materiales no es una tarea fácil, !ero es e(traordinario como con tan solo "er ajo el microsco!io alg&n material, se !uede descriir com!letamente1 s% se sae oser"ar se !uede otener desde la identidad del material $asta las !ro!iedades con las que cuenta.

"#"L#O$RA%&A art%nez Mómez, Lorenzo /ceroLorenzo art%nez MómezN=O ed. J J +(ico - 0C#, S#P C?/Cy*, :<<:. 2<4 !!. - ilus. 1 :2 ( 2; cmN8Colec. L/ CI#?CI/ P/R/ *)S9 2. /cero :. Ingenier%a =. )i"ulgación cient%fica LC */;B: )eeyA<3.: CA>4a ".3<  $tt!-.arcomedie"o.esacero.$tm  $tt!s-.quiminet.comarticuloslaJ"arillaJdeJaceroJcorrugadaJ :<3=4.$tm  $tt!-es.slides$are.netosielgallardoBdescri!cinJdeJ"arillasJoJaceroJ corrugado  $tt!-.u!".esmateriales0cm0cm<>!fcm>Q=Q;.$tml  $tt!-.uri!edia.orginde(.!$!title/ceroQ$i!ereutectoide 

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