Diseño Mecánico Práctica 10 A

Ing.
Metal mecánica
MATERIA:
DISEÑO MECÁNICO
PRACTICA:
PREPARACIÓN DE PROBETAS PARA LA OBSERVACIÓN
MICROSCOPICA.
ELABORADO POR:
ALFREDO SOTO PARAMO,
DIEGO ÁNGEL MONTIEL VÁZQUEZ,
RUALLAN ZAVALA ALMANZA,
FELIPE DE JESÚS IBARRA BALVER,
CRISTHOFER RODRÍGUEZ BELMAN.
Profesor:
JOSÉ JESÚS APONTE BRAVO.
INTRODUCCIÓN
La metalografía es, esencialmente, el estudio de las características estructurales o
de constitución de un metal o una aleación para relacionar ésta con las
propiedades físicas y mecánicas. Sin duda alguna, la parte más importante de la
metalografía es el examen microscópico de una probeta adecuadamente
preparada, empleando aumentos que, con el microscopio óptico, oscilan entre 100
y 2000 aumentos, aproximadamente. Tales estudios microscópicos, en manos de
un metalógrafo experimentado, proporcionan una abundante información sobre la
constitución del metal o aleación investigados. Mediante ellos se pueden definir
características estructurales, como el tamaño de grano, con toda claridad; se
puede conocer el tamaño, forma y distribución de las fases que comprenden la
aleación y de las inclusiones no metálicas, así como la presencia de
segregaciones y otras heterogeneidades que tan profundamente pueden modificar
las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal. Cuando el
examen microscópico a permitido la determinación de estas y otras características
constitucionales, es posible predecir con gran seguridad el comportamiento del
metal cuando se le utilice para un fin específico. Importancia parecida tiene el
hecho de que, con ciertas limitaciones, la micro estructura refleja casi la historia
completa del tratamiento mecánico y térmico que ha sufrido el material.
La experiencia demuestra que poco a nada se puede obtener del examen

microscópico si antes no se prepara la probeta, para obtener una superficie
satisfactoria, con arreglo a normas más o menos rígidas y precisas. Una
preparación defectuosa puede arrancar todas las inclusiones interesantes, destruir
los bordes de grano, revenir un acero templado y, en resumen, originar una
estructura, por lo menos en la superficie, que no guarda ninguna relación con la
verdaderamente representativa y característica del metal. Está claro que el
examen de una tal superficie dará lugar a interpretaciones erróneas y a
conclusiones inadmisibles. La preparación de la probeta consiste, en general, en
obtener primero una superficie plana y semipulida, mediante el empleo de papeles
de esmeril de finura de grano creciente o realizando este desbaste con discos
adecuados sobre los que se deposita un abrasivo, terminando con un pulido fino y
final sobre discos provistos de paños. El final de la operación es la obtención de
una superficie especular que es la requerida para, después, efectuar el ataque y
observar adecuadamente la estructura. Uno de los factores más esenciales que
influyen sobre la técnica de la preparación de probetas es el cuidado con que se
las maneja en todas las fases de operación. De igual importancia es el trabajar
con limpieza, por que una partícula del esmeril o de una materia extraña puede
inutilizar una probeta que sin ello estaría perfectamente pulida.
A intervalos frecuentes, durante el transcurso de la preparación, tanto la probeta

como las manos del laborante deben lavarse con agua y jabón. Tal operación de
limpieza es necesaria para evitar que la superficie se raye a causa de los
deterioros del papel de esmeril y es en particular indispensable cuando se pasa de
un papel a otro más fino.
OBJETIVO GENERAL.
Preparar probetas usando las técnicas y procedimientos adecuados para luego
estudiar la estructura micrográfica de los metales.
Objetivos específicos.
Aprender a utilizar y mantener adecuadamente los diferentes equipos básicos a
ser empleados en la preparación de probetas ara el análisis metalográfico.
Aprender a seleccionar el proceso de preparación más adecuado, en función del
tipo de probeta a ser preparada.
MARCO TEÓRICO
¿Cuáles son los pasos a tener en cuenta en una Preparación de Muestras?
La metalografía estudia la constitución y estructura de metales y aleaciones siendo
de vital importancia a la hora de analizar el comportamiento de los materiales.
Para conocer la microestructura de los metales es necesario preparar
cuidadosamente su superficie.
La preparación de la muestra o probeta consiste, en general, en obtener primero

una superficie plana y semipulida, terminando con un pulido fino. El final de la
operación es la obtención de una superficie especular para después de realizar un
ataque químico poder observarla al microscopio.
Por lo tanto, los casos que seguiremos de manera cuidadosa en la preparación de

las muestras metalográficas son:
1. Corte de muestra
2. Montaje y empastillado de muestra
3. Desbaste, lijado y pulido de muestra
4. Examen microscópico y análisis de imagen
PASO 1: Corte de muestras o probetas
El corte metalográfico es el primer, y uno de los más importantes, pasos en la
preparación de muestras. Al cortar la pieza para conseguir la muestra que se
quiere analizar, se debe asegurar que no se genere un calor excesivo que
modifique o incluso destruya la estructura metalográfica.
La superficie de la muestra tras el corte debe quedar libre de daños térmico y con
una deformación mecánica muy pequeña. De no ser así, los siguientes pasos de
la preparación de la muestra nos llevarán mucho tiempo o incluso no podremos
quitar estas distorsiones durante la fase de lijado y pulido de la muestra,
llevándonos a error durante el análisis microscópico o dureza. En esos casos
podemos llegar a no poder ver la estructura real de nuestra muestra y no servir de
nada nuestro trabajo.
Para realizar un buen corte de la muestra, se debe seleccionar una cortadora y

el disco de corte más adecuado para su aplicación y utilizar un aditivo para el agua
de recirculación que permita enfriar correctamente la pieza y no oxidarla.
En NEURTEK ofrecemos una amplia variedad de cortadoras metalográficas, así
como diversos discos de corte.
Brillant 200 Brillant 220 Brillant Brillant Brillant 285
250.3 265
PASO 2: Montaje y Empastillado de muestras y probetas metalográficas

El montaje es el segundo paso a seguir en la preparación de muestras. Si
utilizamos resinas de empastillado, permite obtener una serie de ventajas frente a
las muestras no empastilladas.
 Protección y soporte de la superficie de la muestra. Siempre se debe utilizar

cuando se quiera analizar la muestra muy cerca de la superficie.
 Facilitar el manejo de la muestra.
 Disponer de varias muestras pequeñas en el mismo montaje.
 Homogeneizar el tamaño de las muestras para poder utilizar la preparación
presión individual en pulidoras automáticas (mucho más cómoda que la utilización de la
presión central).
En la preparación de las muestras, se puede seleccionar entre hacer el montaje
en frío o en caliente:
 El montaje en frío de muestras metalográficas, requiere de 2 componentes que

reaccionan cuando se juntan endureciéndose en trono a la muestra. Es el ideal cuando la
cantidad de muestras a preparar no es muy grande.
 El montaje en caliente consiste en 1 sólo componente y una prensa metalográfica
que lo funde a unos 200ºC. La calidad de las pastillas es de mucha mejor calidad que las
que se obtienen en frío aunque necesita hacer la inversión inicial de la prensa
metalográfica. Otra ventaja respecto al empastillado en frío es su significativo menor
precio en consumibles.
Las prensas metalográficas Opal son máquinas completamente hidraúlicas,
refrigeradas con agua e ideales para el montaje de muestras. Gracias a la ámplia
programación de los valores de presión y temperatura, la muestra queda
empastillada perfectamente.
PASO 3: Desbaste, Lijado y Pulido - Ataque Químico.
El lijado y pulido es la parte de la preparación de la muestra que nos permite tener
una superficie lo suficientemente lisa como para hacer el análisis microscópico o
de dureza.
Para el lijado, tradicionalmente se han usado las lijas de carburo de silicio (en
base papel o adhesivos) aunque cada vez se usan más lijas de diamante que se
han popularizado para utilizarlas en las lijadoras automáticas con cabezal para la
preparación de muestras en presión individual o central.
Para el pulido de muestras, se han ido incorporando nuevos paños duros que
permiten conseguir una fantástica planitud de la muestra en el prepulido con
diamante de 9 o 6 micras. El pulido final con diamante de 3 o 1 micra se realiza
con paños textiles.
En NEURTEK contamos con una amplia variedad de lijadoras y pulidoras:
Saphir Saphir Saphir Saphir Saphir Saphir

250M1 350 360 250ECO 550 560
Una vez tenemos la superficie libre de rayas se usa un reactivo químico que ataca
selectivamente a las diferentes partes estructurales de nuestra muestra a través
del microscopio. un reactivo bastante utilizado en el Nital.
PASO 4: Examen Microscópico y Análisis de Imagen

Se requiere de un microscopio invertido para el análisis de la muestra, debido a la
opacidad de los metales y aleaciones, opera con la luz reflejada del metal. Para
poder observar la muestra es necesario preparar una probeta y pulir la superficie a
espejo.
A estos microscopios se recomienda incorporar una cámara digital de gran calidad
y refresco de imagen con un software fácil de manejar.
DESARROLLO
Desarrollo
Para esta practica se realizaron 3 probetas con tres metales, aluminio, acero
galvanizado y fierro colado.
En la figura Se puede observa como se comienza a centrar la pieza en la
superficie metálica
Figura 1. Centrado
Se puede visualizar como se comienza a verter la baquelita hasta tapar la muestra

metálica seleccionada
Figura 2. Llenado de Baquelita.
Se espera una temperatura óptima junto con una sujeción mayor apoyándonos de
la prensa
Figura 3. Resistencia con aumento de temperatura.
Se debe mantener una presión estable en cada momento
Figura 4. Sujeción.
Podemos observar que la presion se sigue manteniendo hasta tardar los 15
minutos
Figura 5. Presión estable.
Una vez cumplido el tiempo podemos comenzar a ver la probeta si en realidad

quedo como se esperaba
Figura 6. Probeta lista para extracción.
La probeta parece que no tiene residuos de polvo y parece solida

Figura 7. Verificación.
En esta parte es necesario tener especial cuidado en no extraer muy rapido la

probeta para evitar fallos en la forma de esta
Figura 8. Extracción.
Se muestra la probeta hecha en la figura 9. Después de desmontada la probeta,

se inicia el proceso de desbaste sobre una serie de hojas de esmeril o lija con
abrasivos más finos, sucesivamente. El proceso de desbaste se divide en 3 fases:
Desbaste grosero, Desbaste intermedio y Desbaste final.
Figura 9. Probeta lista.
Cada etapa de preparación de probetas metalográficas debe realizarse muy

cuidadosamente para obtener al final una superficie exenta de rayas.
El papel de lija utilizado es de carburo de silicio con granos de 200, 400 y 600 en
ese respectivo orden
Figura 10. Lijado fino.
En cualquier caso, la presión de la probeta sobre la lija o papel de esmeril debe

ser suave, para evitar la distorsión y rayado excesivo del metal, para este caso en
especial no se utilizó un abrasivo tan satisfactorio para el desarrollo.
A continuación se muestras las imágenes captadas en el microscopio.
Figura 11. Probeta 1.

En la siguiente figura se muestra la metalografía del aluminio para comparaciones

con las anteriores mostradas.
Figura 14. Melografía, Fractografia y Análisis.

CONCLUSIÓN
A lo largo de esta práctica pude observar diferentes aspectos que se deben
Considerar a la hora de realizar el análisis de las probetas (metalografía), fue un
práctica de que requirió Bastante horas en realizarla ya que el acabado que debe
lograrse debe ser espejo y si se aplica demasiada fuerza a la hora de lijar, cuando
se observe en el microscopio veremos que hay líneas que afectaron nuestra
muestra, o que si no se Cuidaba la muestra tras mojarse esta podría oxidarse.

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La experiencia demuestra que poco a nada se puede obtener del examen

A intervalos frecuentes, durante el transcurso de la preparación, tanto la probeta

La preparación de la muestra o probeta consiste, en general, en obtener primero

Por lo tanto, los casos que seguiremos de manera cuidadosa en la preparación de

Para realizar un buen corte de la muestra, se debe seleccionar una cortadora y

PASO 2: Montaje y Empastillado de muestras y probetas metalográficas

 Protección y soporte de la superficie de la muestra. Siempre se debe utilizar

 El montaje en frío de muestras metalográficas, requiere de 2 componentes que

En NEURTEK contamos con una amplia variedad de lijadoras y pulidoras:

Saphir Saphir Saphir Saphir Saphir Saphir

PASO 4: Examen Microscópico y Análisis de Imagen

Se puede visualizar como se comienza a verter la baquelita hasta tapar la muestra

Figura 2. Llenado de Baquelita.

Se debe mantener una presión estable en cada momento

Figura 5. Presión estable.

Una vez cumplido el tiempo podemos comenzar a ver la probeta si en realidad

Figura 6. Probeta lista para extracción.

La probeta parece que no tiene residuos de polvo y parece solida

En esta parte es necesario tener especial cuidado en no extraer muy rapido la

Se muestra la probeta hecha en la figura 9. Después de desmontada la probeta,

Cada etapa de preparación de probetas metalográficas debe realizarse muy

Figura 10. Lijado fino.

En cualquier caso, la presión de la probeta sobre la lija o papel de esmeril debe

Figura 12. Probeta 2.

En la siguiente figura se muestra la metalografía del aluminio para comparaciones

Figura 14. Melografía, Fractografia y Análisis.

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