Analisis Macroscopico

1. INTRODUCCIÓN

La forma más sencilla de realizar el estudio de este tema, es examinando las superficies metálicas a simple vista, logrando determinar de esta forma las características macroscópicas. Este examen se denomina macrográfico y de ellos se extraen datos sobre los tratamientos mecánicos sufridos por el material, es decir, determinar si el material fue trefilado, laminado, forjado, entre otros, comprobar la distribución de defectos como grietas superficiales, de forja, rechupes, partes soldadas. Así mismo, los exámenes macroscópicos se realizan generalmente sin preparación especial, pero a veces es necesaria una cuidadosa preparación de la superficie para poner de manifiesto las características macroscópicas. [1]

En macroscopía, se utilizan criterios para el tipo de corte (transversal o longitudinal) para extraer la muestra dependiendo el estudio a realizar, por ejemplo. Corte transversal: Naturaleza del material, homogeneidad, segregaciones, procesos de fabricación, y otros. Corte longitudinal: Proceso de fabricación de piezas, tipo y calidad de la soldadura y otros. [2]

El análisis macroscópico es una disciplina de la ciencia que se encarga de examinar y determinar los componentes en una muestra de metal, es aquel que se puede realizar a simple vista, es decir sin necesidad de microscopio o haciendo uso de Varios niveles de magnificación utilizando elementos de observación con aumentos máximos de 10X. [2]

También se conoce como el proceso entre la preparación de una muestra de metal y la evaluación de su microestructura teniendo por objeto el detectar los defectos que pueden presentarse en una sección o parte de una pieza metálica. [3]

Las Líneas de fluencia no son un defecto. Se forman cuando el lingote original presenta segregaciones o dendritas (o ambas) cuando se deforman estas impurezas se forman en líneas paralelas. Estas líneas son llamadas líneas de fluencia. Nos sirven para identificar el proceso que se utilizo para obtener la pieza final. Las estructura dendríticas se forman en el primer proceso de solidificación cuando la temperatura del líquido es muy cercana a la de solidificación la que permite que se formen núcleos que comiencen a crecer en todas partes y en diferentes direcciones y cuando se consiguen en su interior queda líquido atrapado. Los núcleos se observan de un color brillante porque es el metal más puro, y menos brillante porque es la impureza del metal. [4]

La distribución general de las inclusiones en una sección de una pieza, la uniformidad de la estructura, la localización y magnitud de las segregaciones, los defectos de fabricación como grietas superficiales o de forja, los defectos residuales procedentes del lingote, tales como rechupes, son aspectos que influyen decisivamente sobre las propiedades y por lo tanto sobre las condiciones de utilización de la pieza. [4]

Por otra parte, el examen macroscópico comprende también la observación de las fracturas, las cuales pueden revelar muchos aspectos interesantes del material, relacionado con su resistencia, ductilidad, tamaño del grano, etc. [5]

La impresión de Baumann es una prueba que se utiliza para determinar el azufre en el acero. La superficie cuya impresión interesa debe estar razonablemente desbastada y limpia de materias extrañas suciedad y grasas. [5]

El análisis macroscópico se puede usar en:

• Líneas de flujo en materiales forjados.

• Capas en herramientas endurecidas por medio de tratamiento térmico.

• Zonas resultado del proceso de soldadura.

• Granos en algunos materiales con tamaño de grano visible.

• Marcas de maquinado.

• Grietas y ralladuras.

• Orientación de la fractura en fallas. [6]

2. OBJETIVOS.

2.1. Objetivo general.

• Conocer y establecer el análisis macroscópico como técnica para determinar características y defectos en piezas metálicas.

2.2. Objetivos específicos.

• Reconocer, analizar las características y defectos observables mediante el análisis macroscópico.

• Analizar los datos y detalles obtenidos de las observaciones de piezas metálicas.

• Determinar el origen de falla de piezas metálicas.

• Aplicar el ataque de impresión de azufre para la determinación de características de piezas metálicas por análisis macroscópico (Método Baumann).

• Entender la importancia y uso adecuado de los instrumentos de seguridad en la práctica.

• Aplicar métodos de preparación de superficies por medio de desbastes finos y gruesos.

3. LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS.

3.1. Materiales.

• Once piezas metálicas (con características y defectos de solidificación).

• Papel fotográfico.

• Base de vidrio

• Acido Sulfúrico al 2% (H2SO4).

• Papel abrasivo (lijas) N° 240, 320, 400, 600.

• Etanol.

• Yodo al 10 % disuelto en ioduro potasio al 20 %.

• Algodón.

• Guantes.

• Soporte universal.

• Pinza.

3.2. Equipos

• Lupa de máximo 10X de aumento.

• Secador Supersonic (Marca: Remington) (Apreciación: No Aplica) (Modelo: SSD-500) (Potencia: 1875 w) (125V - 60 Hz).

• Vaso de precipitado (Marca: Ilmabor TGI) (Capacidad: 100 ml) (Rango = 20 – 80 ml)

• Desbastadora de cinta (Marca: Dujardin-Dusseldorf) (Modelo: Cafreca) (Lija N°: 120) (Serial: 40303) (DMot: OR19-4) (Potencia: 0,4 Kw) (220/380 V) (50 Hz).

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1. Actividad 1: Evaluación macroscópica de las piezas.

• Buscar el recipiente de vidrio donde se encuentran las piezas con un material aislante en el fondo del mismo para que no suba la humedad.

• Visualizar detalladamente las piezas de aluminio y acero.

• Observar las características de la muestra.

• En caso de necesitarlo utilizar la ayuda de una lupa de 10x.

• Dibujar las muestras con sus defectos.

• Anotar los defectos u deformaciones, seguidamente discutir cada uno de ellos.

• Buscar las causas por la cuales se observaban los defectos en las piezas.

4.2. Actividad 2: Preparación de muestra y ataque químico.

• Tomar las piezas previamente cortadas con una maquina cortadora paralela a dos discos para piezas

• Observar las características iniciales de la muestra.

• Iniciar la preparación de la muestra, la cual se divide en 3 partes:

1. Desbaste grueso, con una desbastadora de banda N° 120.

2. Desbaste fino con las lijas en el siguiente orden 240, 320, 400, 600.

3. Pulido.

• Colocar la mano perpendicular al plano de desbaste.

• Comenzar con un desbaste grueso, utilizando la desbastadora de cintas efectuar con una lija N°120 presionando de forma uniforme las piezas.

• Para finalizar aplicamos uno fino, se trabaja sobre una lámina de vidrio buscando lo más parecido a un plano uniforme.

• Limpiar la superficie de trabajo al cambiar la lija para no tener restos de partículas de piezas lijadas anterior mente.

• Utilizar las lijas de menor a mayor con el siguiente orden 240, 320, 400, 600.

• Cambiar de lija y rotar la pieza 90° respecto al desbaste anterior para no afectar la superficie a estudiar en este proceso de preparación.

• Realizar una presión uniforme de la pieza contra la lija con la intensión de crear un solo plano siempre tratando que no sea exagerada para evitar la distorsión de la pieza.

• Repetir el proceso hasta que la superficie quede brillante (pulido).

• Comenzar el ataque químico.

• Asegurar que la pieza está sin huellas digitales.

• Colocar el secador de cabello en el soporte universal en posición vertical que el aire caliente salga hacia abajo.

• Efectuar un ataque químico con una solución de yodo al 10% en ioduro de Potasio al 20%.

• Colocar guante en ambas manos.

• Tomar la pieza en la mano derecha.

• Tener una pinza con algodón la cual se sumerge en el reactivo.

• Frotar el algodón ya humedecido en la cara de la muestra que fue desbastada.

• Enjuagar la pieza con agua, luego quitarlo con etanol.

• Colocar la pieza debajo del secador de cabello previamente encendido en la función de aire caliente, esto para evitar la oxidación de la pieza.

• Realizar las observaciones de la probeta después del ataque químico comparar las diferencias con la pieza originalmente.

4.3. Actividad 3: Impresión Baumann

• Tener tapabocas, guantes de látex y gafas en todo momento.

• Preparar la superficie de la pieza Limpiando la cara para que no queden residuos.

• Agregar solución de Ácido Sulfúrico 2% o 5% en un vaso precipitado.

• Sumergir el papel fotográfico en la solución de ácido durante 5 min.

• Tomar el papel fotográfico con la pinza, escurrir el exceso

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