"Facultad de ingeniería geológica, geológica, minera, metalúrgica y ciencias geográficas" E.a.P Ingeniería metalúrgica metalúrgica
CURSO:
LABORATORIO DE METALÚRGIA DE LOS MATERIALES I
TEMA:
CONOCIMIENTO DEL MICROSCOPIO METALOGRÁFICO METALOGRÁFICO
PROFESOR:
VÍCTOR A. VEGA GUILLÉN
ALUMNO:
YNGA GUERRERO JUAN PABLO 09160228
F. PRÁCTICA: 09 DE SETIEMBRE F. ENTREGA: 23 DE SETIEMBRE
2013
INTRODUCCIÓN El estudio de los minerales y de los metales se remonta a muchos siglos en la historia de la humanidad, pero solo en este siglo y el anterior toma una perspectiva diferente basados en los adelantos científicos y nueva tecnología que nos permite observar al metal en estudio por medio de microscopios metalográficos y electrónicos a una resolución de imagen donde es posible observar los cristales metálicos y sus traumas adquiridos en los procesos de fundición y tratamiento mecánico. Todos estos conocimientos son encerrados en la metalografía, tema que estudiaremos a continuación. Para la observación metalográfica, el microscopio óptico es generalmente el primer medio empleado. El microscopio óptico metalográfico se diferencia del biológico en que en el metalográfico observamos la luz reflejada por la superficie de la probeta, mientras que en el biológico se observa la luz transmitida al atravesar la muestra. Es por ello que las muestras metálicas deben ser lo más planas posibles, a fin de favorecer una buena reflexión. Por otro lado, los microscopios ópticos son mucho más económicos que los electrónicos, que se describen a continuación. Cabe finalmente decir que en
microscopía óptica no se alcanzan, en términos prácticos, magnificaciones superiores a 1000 aumentos, máxima resolución que se puede conseguir con un haz de luz.
OBJETIVOS Tener un conocimiento sobre el manejo y las posibilidades de uso del microscopio metalográfico. Formarse un concepto claro sobre la incidencia de la luz sobre el mineral. Las propiedades que esta genera en el estudio de l a probeta. Familiarizarse con las palabras técnicas en la Metalografía.
PRINCIPIO TEORICO LA METALOGRAFIA 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 trata mientos mecánicos sufridos por el material (es decir deci r 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.). 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. El examen micrográfico , es una técnica más avanzada que el macrográfico y necesita de una preparación más especial y cuidadosa de la muestra. Se basa en la amplificación de la superficie mediante instrumentos ópticos (microscopio) para observar las características estructurales microscópicas (microestructura). Este tipo de examen permite realizar el estudio o controlar el proceso térmico al que ha sido sometido un metal, debido a que los mismos nos ponen en evidencia la estructura o los cambios estructurales que sufren en dicho proceso. Como consecuencia de ello también es posible deducir las variaciones que experimentan sus propiedades mecánicas (dependiendo de los constituyentes metalográficos presentes en la estructura).
MICROSCOPIO METALOGRÀFICO Este tipo de microscopio es de uso común para el control de calidad y producción en los procesos industriales. Con ellos, es posible realizar mediciones en los componentes mecánicos y electrónicos, permite además efectuar el control de superficie y el análisis óptico de los metales. De acuerdo al propósito de uso, existen multitud de variedades dependiendo del tipo de objetivos, oculares, aumento máximo permitido, enfoque, etc. Este tipo de microscopio difiere de los biológicos en que el objeto a estudiar se ilumina con luz reflejada, ya que las muestras cristalográficas son opacas a la luz.
Sn puro (100% Sn) en la aleación Cd-Sn
Composición 59% Sn en la aleación Pb-Sn
Su funcionamiento está basado en la reflexión de un haz de luz horizontal que proviene de la fuente, dicha reflexión se produce, por medio de un reflector de vidrio plano, hacia abajo, a través del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra. Parte de esta luz incidente, reflejada desde la superficie de la muestra se amplificará al pasar a través del sistema inferior de lentes, llegará al objetivo y continuará hacia arriba a través reflector de vidrio plano; después, de nuevo se amplificará en el sistema superior de lentes (ocular).
Composición: 35% Cd en la aleación Cd-
1. PROCEDIMIENTO Consiste en la observación de una probeta en resina, haciendo uso de los diferentes objetivos, explorando diversas partes de las muestra metalográfica y manipulando las partes del microscopio.
IDENTIFICACION Y MANIPULACIÓN DE LAS PARTES FÍSICAS DEL MICROSCOPIO METALOGRAFICO Se siguen los siguientes pasos: 1.- Se conecta el cable de salida a la corriente eléctrica, previamente se quita la funda funda de protección. 2.- Después se encendió encendió la lámpara de 12V-50W. 3.- Se colocó la probeta en la placa de encaje. 4.- Se regula el mejor punto punto de vista de los oculares. Se ajusta la longitud y ángulo ángulo de los mangos del ocular. 5.- Girando el revólver de objetivos se da el aumento deseado. 6.- Se enfocó la probeta con las perillas de enfoque rápido macrométrico y micrómetrico. 7.- Se procedió a graficar a mano alzada la imagen del metal en estudio en diferentes aumentos.
2. ESQUEMA DEL MICROSCOPIO PARTES DEL MICROSCOPIO Oculares: Es donde coloca el ojo el observador. Esta lente aumenta entre 10 a 15 veces el tamaño de la imagen. Cañón: Tubo largo de metal hueco cuyo interior es negro. Proporciona sostén al lente ocular y lentes objetivos Objetivos: Grupo de lentes objetivos ubicados en el revólver de objetivos. Revólver de objetivos: Sistema que contiene los lentes objetivos y que puede girar, permitiendo el intercambio de estos lentes. Tornillo macrométrico: Perilla de gran que al girarla permite acercar o alejar el objeto que se está observando. Tornillo micrométrico: Permite afinar la imagen, enfocándola y haciéndola más clara. Placa de encaje: donde se coloca el objeto o probeta. Diafragma: Regula la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación Condensador: Concentra el Haz luminoso en la preparación u objeto. Fuente luminosa: refleja la luz hacia la placa de encaje en la extensión o cantidad deseada por medio del diafragma.
3: DIFERENCIAS
ENTRE EL METALOGRAFICO Y BIOLÓGICO
MICROSCOPIO
.
LA OCURRENCIA DE LA LUZ Dentro del microscopio metalográfico, la iluminación de Kohler se hace uso de un vidrio traslúcido plano que actúa como un reflector. En cambio en el microscopio biológico, la iluminación Kohler hace uso de de un espejo reflector.
LA OBSERVACIÓN E ILUMINACION DE LA MUESTRA La muestra en el microscopio metalográfico, es iluminada solo en su superficie, por la luz procedente del espejo transparente, estos rayos de luz son reflejados por la muestra hacia el ocular. La observación es por reflexión. Lo contrario ocurre en el microscopio biológico, la muestra es iluminada en todo el cuerpo de la muestra puesto que la luz, procedente del espejo reflector, prácticamente la traspasa y llega al ocular. La observación se realiza por transparencia.
TIPO DE LENTES En el microscopio metalogràfico, usa lentes dobletes, que son el acoplamiento de un lente plano cóncavo y una convexa. En cambio en el microscopio biológico, solamente son utilizados los lentes planos convexos.
ELABORACIÓN DE MUESTRAS En el microscopio metalogràfico, las muestras se montan, habitualmente en resina, se liman y algo que diferencia es el uso de reactivos químicos para atacar la muestra; antes de ser observadas. Pero en el microscopio biológico, las muestras son colocadas en recipientes transparentes y si las muestras son transparentes en tal caso se les colorea con tintes adecuados.
LA NATURALEZA CRISTALINA DE LAS MUESTRAS Metalografía: las muestras son opacas a la luz y solo es permitido iluminar su superficie. Biología: las muestras nunca son opacas, son translucidas o cristalinos.
CUIDADO DE LOS MICROSCOPIOS Cuidado general
Proteja a su equipo del polvo y la grasa Cubra el equipo con su funda cuando no esté en uso No desarme el equipo: si los componentes ópticos se rayan, cachan o quedan ligeramente fuera de posición, será afectada severamente la calidad de las imágenes
Limpieza de lentes
No utilice elementos abrasivos para hacer la limpieza Use un paño suave empapado en alcohol, éter o dietil benceno Limpie el objetivo de 100X al final de cada jornada de uso Limpie los otros lentes solamente si están notoriamente sucios
Cambio de lámpara y/o fusible
Desenchufe el equipo del suministro eléctrico antes de hacer cualquier operación de mantenimiento Afloje el seguro Retire la lámpara del zócalo No toque la nueva lámpara, la grasa de los l os dedos acorta su vida útil. úti l. Manipúlela siempre a través de un papel o su envase. Si accidentalmente tocó la nueva lámpara, límpiela con un algodón humedecido con alcohol Ensamble de nuevo el dispositivo Ejecute la rutina de alineado del iluminador
Es esencial que los distintos elementos ópticos se hallen escrupulosamente limpios y libres de huellas dactilares, polvo, películas de grasa, que perjudican la calidad de las imágenes. El polvo se puede quitar de las superficies ópticas soplando aire sobre ellas, mediante una pera de goma, con un pincel de pelo blando de camello o frotando suave con una tela o papel apropiado. En estas operaciones hay que tener cuidado de no rayar la superficie ni deteriorarla por abrasión.
La grasa y las huellas dactilares se quitan frotando con una tela o papel de los citados, impregnados en xilol (nunca alcohol ni otros disolventes orgánicos), secando luego con otros papeles limpios, y finalmente, soplando aire con una pera de goma para quitar las fibras del papel. Este método es ideal para quitar el aceite que queda adherido a los objetivos de inmersión y debe realizarse inmediatamente después del uso. En ningún caso se deben desmontar los elementos ópticos, y en particular los objetivos para su limpieza. Todos los elementos ópticos se deben manipular con cuidado. No deben estar expuestos a cambios bruscos de temperatura.
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El objetivo fundamental de esta práctica es el de tener conocimiento del manejo adecuado y de la operatividad de un microscopio metalográfico.
Conocer la estructura y
partes más importantes del microscopio
metalográfico e interactuar con los mismos.
Obtuvimos, mediante la manipulación del microscopio metalográfico, información de las estructuras internas de materiales como en nuestro caso de metales.
Mediante la información recabada gracias al microscopio metalográfico, podemos tener nociones de: tipo de aleación, cantidades de metales presentes, estructurabilidad de una pieza, etc.
Gracias a estas informaciones podemos interrelacionar las propiedades físicas de un material con sus propiedades mecánicas del producto.
Tener cuidado al manipular el microscopio por ser este muy delicado y costoso.
Calibrar bien el microscopio antes de cada observación para obtener buenos resultados, ya que estos se reflejaran en el material tratado.
Ingresar al laboratorio con el guardapolvo, para evitar cualquier deterioro en la vestimenta del alumnado.
BIBLIOGRAFIA Guía de laboratorio del curso de Metalurgia de los materiales I. http://www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/microsco.html http://www.uam.es/docencia/labvfmat/labvfmat/Anexo/microscopio_ metalografico.htm http://www.emagister.com Manual de uso del METAVAL H
