Historia de la Metalografía

La metalografía es la técnica para determinar la estructura de un metal observándolo con un microscopio óptico. Esto se puede determinar de la siguiente manera, dependiendo del caso:

  • el tamaño y la forma de los cristalitos (o granos);
  • fase de distribución;
  • la dirección de las líneas de deslizamiento (intersección de los planos de deslizamiento con la superficie), en el caso de una muestra deformada (véanse los artículos sobre deformación y dislocación plásticas).
  • La simple observación de un objeto metálico no da ninguna información particular excepto la condición de la superficie (rugosidad, grietas).

Método de preparación

La información sobre la microestructura suele requerir una preparación cuidadosa que implica varios pasos.

Cortar

La muestra se corta con una sierra o una muela abrasiva. con la mayor suavidad posible, lubricando al máximo para que la muestra no se caliente ni se deforme, lo que podría confundir o modificar su microestructura y, por lo tanto, hacer que la muestra no sea representativa de la verdadera microestructura de la misma.

Esta prueba, al ser destructiva, puede llevarse a cabo en una pieza de enfoque o en las llamadas piezas de “disección”. La muestra debe ser representativa del material del objeto que representa. El objeto debe ser recortado para que pueda ser colocado en el microscopio, pero también para observar la estructura en el lugar deseado.

Sin embargo, se debe tener cuidado con la separación física del metal que se va a observar. De hecho, como un cristal puede ser aproximadamente asimilado a un poliedro complejo, uno concibe que la forma y las dimensiones de un grano visto en una micrografía dependen de la orientación relativa del cristal y del plano de pulido. Por lo tanto, es aconsejable hacer cortes de las diferentes orientaciones de grano posibles. Por ejemplo, paralelo o perpendicular a la dirección de laminación.

Esmerilado y pulido

Generalmente tratamos de observar detalles en el rango del micrómetro (el límite físico debido a la difracción de la luz es de aproximadamente 0,5 μm), por lo que es necesario pulir para que los arañazos sean más pequeños. Esto se consigue utilizando sucesivamente papeles abrasivos cada vez más finos y, a continuación, utilizando una pasta o solución que contenga diamante, alúmina o sílice; si los detalles son aún más pequeños, se puede utilizar el pulido electrolítico.

Resaltar la microestructura

En general, se realiza un grabado químico de la superficie para revelar la estructura, incluyendo las juntas de grano, fases, inclusiones, etc., de la superficie. Con frecuencia se utilizan ácidos fuertes o procesos electroquímicos en condiciones en las que la reacción es más rápida o más fuerte en las juntas de los granos (debido a la tensión superficial). Para revelar la estructura, también se puede utilizar la oxidación anódica: si la capa de óxido crece de forma diferente dependiendo de la orientación del cristal, se pueden distinguir fácilmente los diferentes cristalitos. También se utiliza a veces un choque térmico para causar grietas entre los granos (fractura intergranular) visibles bajo el microscopio.

Análisis e interpretación de la microestructura

A diferencia de la microscopía convencional, la muestra no se encuentra en una capa delgada a través de la cual pueden pasar los rayos de luz, sino que estos rayos, procedentes del propio objetivo del microscopio, son reflejados por la superficie pulida de la muestra a examinar, y pasan por segunda vez a través del objetivo en la otra dirección para ser observados por el ocular. Además, la observación óptica puede ser seguida por la observación con microscopio electrónico de barrido.

Se pueden utilizar atlas metalográficos de referencia para caracterizar la pieza a controlar en relación a imágenes típicas

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