Metalografía en acero 1015

1. Inclusiones.
Introducción.

Las inclusiones en los aceros son impurezas en la matriz del material sólido. Son pequeñas partículas de elementos no metálicos e insolubles como sulfuros, óxidos, silicatos y alúminas que se quedan retenidas en el material durante su fundición, la solidificación o al moldear el material. En general las inclusiones son indeseables en un material ya que susefectos suelen ser negativos, afectan propiedades como la ductilidad, resistencia, a la fractura y a la tensión, estas disminuyen en relación inversa a la tasa de inclusiones del material; de hecho se han hecho estudios rigurosos con los tipos de inclusiones por el hecho de que se ha encontrado que las inclusiones son un factor importante al momento de la fractura y fatiga en lo aceros. En los aceros sepueden encontrar varios tipos de inclusiones; entre ellos están los tipos a base desulfuro de magnesio SMn (de apariencia mate, con formas irregulares), óxidos de silicio SiO 2 y alúmina Al2O3 (generalmente de apariencia brillante y con formas más regulares); otros tipos de inclusión son los óxidos de titanio (posiblemente en la forma de Ti2O3), silicatos de manganeso (posiblemente del tipo2MnO.SiO2, MnSiO3), silicatos de alúmina (SiO2/AlO3), TiN y VN. En este punto puede sorprender la presencia del titanio Ti o del nitrógeno N formando parte de compuestos químicos dentro del acero perlítico, puesto que en un principio no figuran como componentes dentro de la composición química del acero estudiado, y lo mismo puede pensarse de la presencia del calcio (Ca). Práctica.

En nuestraprobeta, y con los tratamientos hechos en la práctica encontramos inclusiones del tipo de alúminas (Al2O3) y óxidos; las alúminas encontradas en la probeta fueros del tipo delgado o fino, mientras que los óxidos fueron del tipo burdo o grueso. En la figura 1 se muestra la probeta vista desde el microscopio antes del ataque químico (nital al 2%) con las inclusiones encontradas. Para determinar que lasinclusiones encontradas fueron finas para las alúminas, y gruesas para los óxidos hicimos uso de material pictográfico en el laboratorio de metalurgia, donde se muestran los tipos de inclusiones presentes en una probeta de acero.

figura 1- Ampliación a 100X de la probeta en estudio antes del ataque químico para visualizar los tipos de inclusiones; en la zona marcada con rojo se muestra una zonacon inclusiones del tipo alúminas(finas), mientras que en la zona azul se muestra una zona con inclusiones del tipo óxidos(burdas o gruesas).

2. Ataque químico y fases presentes
Introducción (ataque químico).

Los ataques químicos funcionan como reveladores de la estructura de un metal, ya que hacen posible la clara observación de los componentes del acero, por ejemplo cuando se realiza elataque la superficie de la muestra ésta se ve alterada; lo que sucede es que los elementos del ácido reaccionan junto con los elementos del acero y resaltan su estructura, lo que nos permite ver la estructura en el microscopio. Existen diversos métodos de ataque pero el más utilizado es el ataque químico. El ataque químico puede hacerse sumergiendo la muestra con cara pulida hacia arriba en unreactivo adecuado, o pasar sobre la cara pulida un algodón embebido en dicho reactivo. Luego se lava la probeta con agua, se enjuaga con alcohol o éter y se seca en corriente de aire. El fundamento se basa en que el constituyente metalográfico de mayor velocidad de reacción se ataca más rápido y se verá más oscuro al microscopio, y el menos atacable permanecerá más brillante, reflejará más luz y severá más brillante en el microscopio.

Por otro lado, en los metales con un solo constituyente metalográfico, los límites de grano están sujetos a ataques selectivos, puesto que representan zonas de imperfección cristalina e impurezas que aceleran el ataque local. Además los granos con orientaciones distintas son atacados con diferente intensidad, dado que esta diferencia en la orientación...