Metalografía

El objetivo del Análisis Metalográfico consiste en la obtención de información del material por medio de la microestructura, los cuales son analizados por microscopía óptica (MO). Esta técnica complementa entre sí a los análisis químicos y ensayos mecánicos ya que las propiedades mecánicas no solo dependen de su composición química si no también, de la manera en que estos se presentan.

Las imágenes obtenidas por MO dan información valiosa con respecto a la forma, tamaño de grano y conformación de los microconstituyentes que son capaces de ejercer gran influencia sobre la dureza, resistencia a la tensión, fatiga, etc., los cuales pueden ser modificados mediante tratamientos térmicos o conformación mecánica. La correcta preparación de la probeta es de vital importancia y consiste en los siguientes pasos:

  • Selección y extracción de la muestra: La selección de las probetas para el estudio metalográfico es de gran importancia ya que, para que su interpretación sea útil, las probetas deben ser representativas del material que se está estudiando, ya sea para inspecciones de rutina, estudio de fallas o estudios de investigación.
Selección y extracción de la muestra con tres planos de observación diferentes de un perfil estructural.
  • Montaje de la probeta (encapsular): Generalmente el encapsulamiento de las muestras se realiza en resina epoxy, esto es porque las muestras son relativamente pequeñas y mejora la manipulación para el desbaste y pulido.
Encapsulamiento en resina
  • Desbaste y pulido: Aunque en algunos casos la preparación sigue siendo manual, este es realizado con papel abrasivo de mayor a menor granulometría para disminuir la rugosidad de la muestra y al final se pule con pasta de diamante o alúmina para obtener un “acabado espejo”.
  • Ataque químico: Consiste en formular una solución que reaccione con los diferentes constituyentes metalográficos de la muestra, uno de los estándares mas populares para la selección del reactivo y el tiempo de ataque es el estándar ASTM E407. El fundamento se basa en que el constituyente más reactivo es atacado más rápido por lo tanto se verá más oscuro y el más estable permanecerá más brillante reflejando más luz hacia el microscopio. Los límites de grano están sujetos a ataques selectivos, puesto que representan zonas de imperfección cristalina e impurezas que aceleran el ataque local. Además, la diferencia de orientación entre los granos provoca velocidades de reacción diferentes.
  • Observación microscópica: El microscopio usado en metalografía se caracteriza por poseer un sistema de iluminación por reflexión. Los equipos más modernos poseen la opción de montar una cámara digital para capturar la imagen, observarla en una pantalla y hacer mediciones con software especializados. Su platina generalmente es móvil y en algunos casos la probeta se coloca con la cara pulida hacia abajo.
Superficie pulida vs superficie con ataque químico
Ejemplo de un acero inoxidable ferrítico laminado en frío: La metalografía permite observar tres microestructuras diferentes en un solo material. La designación ASTM E399 identifica la dirección del plano de laminación (L), transversal (LT) y transversal corta (ST).