Tema: Preparación de probetas metalográficas metalográficas Justificación: Realizar la preparación de la probeta metalográfica que servirán para observarlas en el microscopio para analizar su estructura.
Objetivo General: Realizar la practica de preparación de probeta metalográfica obteniendo una superficie pulida a espejo
Objetivos específicos:
Aprender a realizar la preparación de probetas. Observar las distintas inclusiones metálicas y no metálicas. Aprender a manejar la instrumentación para esta practica
Marco Teórico: La metalografía estudia mediante un microscopio las características de la estructura de un metal o aleación. Lo que se persigue con la preparación de la probeta, llamada también muestra o parte que se separa de la pieza para ser sometida al análisis, que consiste generalmente en conseguir una superficie especular, perfectamente plana o superficie espejo para su respectiva observación , para lo cual se ha definido varias fases o procedimientos para simplificar la realización de esta práctica: 1. 2. 3. 4. 5.
Corte de la muestra Montaje (opcional) Desbaste Pulido Observación Microscópica
Materiales y Equipos: 1. Algodón 2. Agua destilada
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3. Papeles abrasivos (lijas) 4. Probeta
5. Alúmina: es un material cerámico muy versátil, sus propiedades la hacen especialmente apta para aplicaciones en donde la temperatura es un factor crítico, además de su relativa facilidad para adaptarse a diversos trabajos y usos, su dureza ha permitido darle forma a la industria del abrasivo.
6. Maquina Porta-lijas: Este equipo es utilizado para dar un desbaste superficial a las probetas mediante la utilización de papeles abrasivos, consta de un bastidor, una plancha de vidrio, brazos de sujeción, y un sistema de refrigeración.
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7. Discotom: Una maquina de corte, que consta de un motor eléctrico con un disco abrasivo, un bastidor, una palanca, y un sistema de enfriamiento. Durante el corte, la rueda de corte se lava con un líquido de refrigeración para evitar el daño térmico o quemado de la superficie y para eliminar los desechos, permitiendo el fácil corte de la probeta.
8. Máquina Pulidora: Se utiliza para el pulido mecánico de las probetas con ayuda de una substancia abrasiva, luego de que han sido desbastadas correctamente. Las velocidades de giro del disco varían entre 125 y 250 r.p.m. Consta de un bastidor, un disco, y un paño de seda para el pulido de la probeta.
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9. ProntoPress: - Esta maquina es utilizada cuando el tamaño de las probetas (muestras) es muy pequeño, haciendo difícil el proceso de desbaste y pulido. Por lo que para mejorar el manipuleo de estas muestras, es necesario montarlas en cierto tipo de resina sintética.
10. Microscopio Metalográfico: se emplea para realizar inspecciones a muchos aumentos, de superficies pulidas , con la finalidad de observar su microestructura y poder predecir las características mecánicas del material que se puede emplear para el diseño de elementos de maquinas.
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Procedimiento: 1. Corte de la muestra. Siempre que sea posible, las probetas deben tener un tamaño conveniente y cómodo de manejar. Las probetas de superficie muy grande pueden ser cortadas en la maquina denominada Discotom, teniendo la precaución de evitar el calentamiento que puede ocasionar alteraciones estructurales, por ello debemos ajustar el sistema de refrigeración de nuestra maquina.
2. Montaje (opcional) Cuando sólo se dispone de pequeñas partes del metal tales como alambres, tornillos, hilos de secciones delgadas es necesario utilizar la maquina ProntoPress que consiste en comprimir bakelita sobre la muestra metálica y dejar enfriar el sistema bajo presión hasta la solidificación de la bakelita. El montaje de estas muestras se hace en materiales plásticos sintéticos como bakelita, licite, o acrílico isotérmico que después del moldeo son relativamente duros y resistentes a la corrosión y no causan empasta miento de los papeles abrasivos durante el desbaste y pulido.
3. Desbaste El desbaste es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta, ya que después del corte queda una superficie muy irregular que vamos a eliminar totalmente mediante un rayado que se efectúan sobre papeles abrasivos de diferentes grados, colocados sobre la maquina portaligas, siempre recordando la necesidad de refrigerar perfectamente la muestra puesto que cualquier signo térmico va alterar aquellas características que después vamos a observar. Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior, además debemos tener cuidado en conseguir apretar la muestra de forma uniforme para evitar el biselado de la misma. También debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscópico
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4. Pulido El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la última operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas o superficie espejo. Debemos tomar en cuenta que para obtener un pulido perfecto depende mucho del cuidado con que se realizo el desbaste. La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta sobre un paño que se encuentra fijo sobre un disco que se encuentra girando, además tenemos que usar un abrasivo para mejorar el pulido. La presión a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleación y debe disminuirse a medida que avanza el pulido, teniendo mucho cuidando de no excederse en la presión por el peligro de desgarramiento del paño, durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco.
5. Observación microscópica La observación microscópica de la probeta pulida permite reconocer la presencia de inclusiones no metálicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, óxidos, micro porosidades. micro grietas, grafito, además observar las fases o facetas, segregaciones. Que pueden modificar las propiedades mecánicas del metal. El microscopio metalográfico se diferencia del ordinario, fundamentalmente, en su sistema de iluminación. La luz no puede atravesar el metal y por tanto la luz entra en el objetivo después de ser reflejada en la probeta metálica a fin de resaltar aquellas características que queremos contrarrestar y medir. Los microscopios metalográficos suelen llevar un acoplador para montar una cámara fotográfica o de video ya que, para poder estudiar mejor la estructura del metal, se obtienen microfotografías.
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Resultados: Estas microfotografías se observan en un monitor. En ellas se puede observar que la probeta presencia de nódulos de grafito, grietas e irregularidades. Además, en la parte superior izquierda se observa una raya no eliminada durante el proceso de pulido.
Conclusiones: Después de la realización de la practica nos damos cuenta de las inclusiones metálicas y no metálicas de nuestra probeta, en lo cual afecta en algunos casos a su rotura y deterioro.
Recomendaciones: Traer los materiales adecuados para la óptima realización de la práctica, en especial las lijas que son parte fundamental de esta practica para la obtención de un excelente desbaste.
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