INGENIERIA DE MATERIALES

1. PREPARACIÓN DE MUESTRAS METALOGRÁFICAS EN UN ACERO DE BAJO
CARBONO Y OBSERVACIÓN DE LAS FASES FERRITICA Y PERLITITA
TEMA: PREPARACIÓN DE MUESTRAS METALOGRÁFICAS EN UN ACERO DE BAJO
CARBONO Y OBSERVACIÓN DE LAS FASES FERRITICA Y PERLITITA
OBJETIVOS
GENERALES
 Reconocer los equipos utilizados en la preparación de muestras metalográficas
 Analizar las referencias que brinda la Norma Internacional ASTM E3
 Identificar los pasos que se deben seguir para realizar un análisis metalográfico.
 Analizar las muestras ensayadas por medio de la observación en un microscopio
metalográfico.
ESPECIFICO
 Estimar, en base a las fotografías captadas en el laboratorio, el contenido de carbono
de los materiales estudiados.
 Aplicar y conocer los tipos de químicos en el ataque a la superficie de nuestro
material
 Determinar los factores de los cuales depende el porcentaje
 Relacionar las características estructurales de un metal o aleación con sus
propiedades físicas o mecánicas.
INTRODUCCION
Para este ensayo metalográfico se decidió seleccionar una probeta que sea de bajo contenido
de carbono en este caso yo he seleccionado una PLATINA LAMINADA con las dimensiones que
me exige la norma.

2. Hablando de la norma existe una para la preparación metalográfica de la probeta se usara la
norma ASTM E-3, y en base a los estudios que se analizara en el microscopio nos basaremos
en las fotografías para usar los software del AutoCAD, o ScopePhoto comparando áreas de
ferrita y perlita. Dependiendo con los resultados podre hallar mi porcentaje de carbono y asi
demostrar con Metals Handbook Vol 7 que si complace la estructura de la probeta.
MARCO TEORICO
METALOGRAFIA:
Es la ciencia que estudia las características estructurales o constitutivas de un metal o
aleación relacionándolas con las propiedades físicas y mecánicas.
Entre las características estructurales están el tamaño de grano, el tamaño, forma y
distribución de las fases que comprenden la aleación y de las inclusiones no metálicas, así
corno la presencia de segregaciones y otras irregularidades que profundamente pueden
modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal.
Mucha es la información que puede suministrar un examen metalográfico. El principal
instrumento para la realización de un examen metalográfico es el microscopio metalográfico,
con el cual es posible examinar una muestra con aumentos que varían entre 50 y 2000.
ACEROS AL CARBONO
 Los aceros de bajo carbono son los que tienen menos del 0.25% en peso de
Carbono. Son blando pero muy dúctiles.
 Los acero de medio carbono son los que tienen de 0.25% al 0.6% de C. Son mas duros
por lo tanto son menos dúctiles. Son de alta resistencia y resistentes al desgaste.
 Los aceros de alto carbono son los que tienen de 0.6 al 1.4% de C. Son utilizados en
herramientas.
Fases perlita y ferrita

3. Ferrita: Es el más blando de todos y tiene una buena resiliencia y alargamiento, se considera
como hierro puro y cristaliza en la red cúbica centrada en el cuerpo .
La perlita : es un constituyente compuesto por el 86,5% de ferrita y el 13,5% de cementita.
Como la fase mayoritaria es la ferrita, las propiedades estarán más próximas a las de la ferrita:
dureza 200 brinell, resistencia: 80kg/mm2, alargamiento: 15% y resiliencia: 10kg/mm2.
Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente
a pocos aumentos.
Formas que presenta:
La perlita puede aparecer de 2 formas distintas:
1-Forma laminar(es la más frecuente): son laminas alternadas de las 2 fases que forman el
constituyente bifásico. El espacio interlaminar puede ser variable, dependiendo de las
condiciones de obtención de ese acero. Cuanto más fina sea la estructura, menor espacio
interlaminar y presentará mayor dureza.
Esto hace que las propiedades mecánicas puedan variar sus valores, es decir, las propiedades
antes citadas son valores promedio.
2-Forma Globular: sobre una matriz ferrítica aparecen unos glóbulos de cementita, para
obtener este tipo de estructura, que es menos dura y resistente. Esta estructura se busca para
ablandar un acero que va a ser mecanizado
Materiales
EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS
 PROBETAS LIJAS 240,42,600,1200,1500,2000
 PAÑO POTALIJAS

4.  COMPRESOR PULIDORA
 MICROSCOPIO CAMARA
Componentes químicos.
 Nital 3%

5.  Solución de HNO
 Alcohol
PROCEDIMIENTOS
CABE RECALCAR QUE SE BASAR TODO EN LA NORMA AST -E3
1) SELECCIÓN DEL MATERIAL A ANALIZAR:
Por conveniencia, las muestras a ser pulidas para examen metalográfico son generalmente no
más de aproximadamente 12 a 25 mm (0,5 a 1,0 pulgadas) cuadradas, o aproximadamente 12
a 25 mm de diámetro, si el material es cilíndrico. La altura de la muestra no debe ser mayor de
lo necesario para facilitar el manejo durante el pulido.
Por consiguiente hay que evitar que :
Muestras más grandes son generalmente más difíciles de preparar.
Las muestras que son, frágiles, de forma irregular o demasiado pequeñas como para ser
manipuladas fácilmente durante el pulido se deben montar para asegurar una superficie
satisfactoria para el estudio microscópico.
2) EL CORTE DE MUESTRAS METALOGRÁFICAS:

6. Al cortar la muestra metalográfica del cuerpo principal del material, se debe tener cuidado
para minimizar la alteración de la estructura del metal.
Existen tres tipos comunes de seccionamiento:
 Aserrado, ya sea a mano o a máquina con lubricación, es fácil, rápido y relativamente
fresco. Se puede utilizar en todos los materiales con durezas por debajo de
aproximadamente 350 HV.
 Un corte abrasivo de la cuchilla va a producir una superficie lisa a menudo listo para
el pulido fino. Este método de corte es normalmente más rápido que el aserrado. Una
mala elección de las condiciones de corte puede dañar fácilmente la muestra,
produciendo una alteración de la microestructura. Generalmente, los materiales
blandos se cortan con una cuchilla de ataque y materiales duros con una cuchilla
unión suave. Cuchillas de óxido de aluminio abrasivos son los preferidos para los
metales ferrosos y cuchillas de carburo de silicio se prefieren para las aleaciones no
ferrosas. Abrasivos de corte fuera de las hojas son esencial para seccionar metales con
dureza por encima de aproximadamente 350 HV. La tabla 1 recoge las cuchillas de
corte sugeridos para materiales con diferentes valores de dureza Vickers (HV).
 Una cizalla es un tipo de herramienta de corte con el cual se corta un material en
forma de alambre, lámina, placa o varilla entre dos cuchillas opuestas.
 Otros métodos de seccionamiento se permiten siempre y cuando no alteren la
microestructura en el plano de pulido.

7. 3) ESMERILADO GRUESO O PULIDO GRUESO:
Luego de lograr las dimensiones de la probeta deseadas, procedemos a pulir la sección a
analizar en el banco portaligas el cual debe tener abundante agua circulante lijamos la probeta
con agua ya que el agua tiene por objetivo refrigerar y barrer de la superficie las partículas de
material tanto de la muestra como del abrasivo. Primeramente con la lija 240 hasta lograr
retirar las líneas realizadas por el corte inicial de la probeta, luego giramos 90° y realizamos el
mismo procedimiento por unos cuántos minutos más; luego pasamos a las lijas 320, 400 , 600
y 1500 granos por pulgada cuadrada, realizando en cada una de estas un pulido uniforme y
dejando las marcas en un solo sentido. En nuestro caso se utilizó la norma ASTM E-3 10.2.1.
4) ESMERILADO FINO O PULIDO FINO:

8. Una vez terminado el pulido con las lijas se procedió al pulido fino que se lo realizo en la, en
este paso se movió la probeta en sentido radial y procurando realizar un pulido final en todas
las direcciones.
El pulido final se debe realizar en la máquina pulidora máquina pulidora de disco forrado de
paño con la adición de alúmina (Al2O3) de 0,3 μm de abrasivo se debe mover la probeta en
sentido radial y procurando realizara un pulido final en todas las direcciones La solución
líquida que contiene finos gránulos de diamantes permite obtener la superficie espejo donde
se borran todas las marcas realizadas en los pulidos anteriores. Se trató de lograr una sección
que no muestre ninguna marca (ASTM E-3 10.3.2).
5) Ataque Químico o ATAQUE QUIMICO
El
ataque químico se lo realiza con Nital, de 2 a 4% hasta tornar gris durante de 30 segundos,
retiramos el ácido en abundante agua secamos con una corriente de aire mediante el
compresor.
6) ANÁLISIS DE RESULTADOS

9. ANALISIS Y RESULTADOS
Una vez realizado el ataque químico, procedemos al microscopio y observamos la
microestructura a 100X, 200X y 500X observamos la microestructura que está compuesta de
ferrita y perlita.
Fotografía a 100X

10. Fotografía a 200X
Fotografía a 500X
El software a usar es scope photo por su fácil utilización y precisión que que el auto cad
trabajamos en la fotografía de de 200x con un ancho de 900 micras, y de alto un 3/4 del
ancho

11. Áreas blancas ferrita y áreas esmeraldas perlitas
Procedemos a calcular el color pintdo que es la perlita y el rango máximo es de 255
asumiremos que es el 100%
255 ----------- 100%
120 ------------ x
X = 47.05882353% es de perlita
Aplicamos la regla de la palanca
%P =
%퐶 − 0.008
0.8 − 0.008
0.4705882353 =
%퐶 − 0.008
0.8 − 0.008
%퐶= 0.380758
COMPARACION DE METALS HANDBOOK VOL 7 ACEROS DE BAJO CARBONO
USANDO LA 1 Fotografía a 100X

12. CONCLUSIONES:
 Al deducir mi resultado deduzco que mi probeta se trata de un acero AISI 1040
aproximadamente
 Al realizar el ensayo nos podemos dar cuenta que el resultados de lijar depende
mucho de la persona que lo realiza, si no se tiene una adecuada precisión no se
obtendrá una adecuada probeta y tendría que realizar de nuevo los pasos.
 En la observación nos damos cuenta que los granos de las caras de nuestras probetas
mostraban unos granos no muy pequeños o finos, que al observar su tamaño de
granos en las tablas de los libros concuerda con el tipo de grano ensayado
 Con respecto a la resistencia de las probetas de acero, bronce y cobre la de acero
resulta mayor ante el ataque químico, esto se observa cuando se incide la luz
mostrándose sombras que hacen visibles sus contornos.
Recomendaciones
 Usar la ropa adecuada para el laboratorio
 Procurar no tener contacto con las sustancias del ataque quimico puede ser letal
 Concentración y seguir las recomendaciones

13. LINKOGRAFIA
https://www.academia.edu/8476186/Ensayo_de_metalografia
http://www.dipacmanta.com/alineas.php?ca_codigo=3403
http://html.rincondelvago.com/metalografia_3.html