Notas de Metalurgia Física.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS


Programa de Ingeniería Mecánica

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Col. Centro
Zacatecas, Zacatecas, C.P. 98000
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Notas del Programa

Metalurgia Física




Material Preparado por:

Dr. Víctor Hugo Baltazar Hernández






CONTENIDO


1 LAS HERRAMIENTAS DEL METALURGISTA 3
1.1 MÉTODOS PARA LACARACTERIZACIÓN DE LOS METALES Y SUS ALEACIONES 3
1.1.1 La metalografía 3
1.2 MICROSCOPÍA ÓPTICA, ELECTRÓNICA (SEM) Y DE TRANSMISIÓN (TEM) 8
1.2.1 Microscopía óptica (light microscopy) 8
1.2.2 Microscopía Electrónica de Barrido (Scanning Electron Microscopy) 14
1.2.3 Microscopía Electrónica de Transmisión (Transmission Electron Microscopy) 24
1.3 ANALISIS DE XRD (X-RAY DIFFRACTION) 29
1.3.1Electromagnetic radiation 29
1.3.2 Production of X-Rays 30
1.3.3 X-Ray Diffraction 32
1.3.4 Diffractometers 34
1.3.5 Applications of X-Ray Diffraction 35
1.4 ENSAYOS O PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS (NON-DESTRUCTIVE TESTING) 35
1.4.1 Líquidos Penetrantes 35
1.5 ENSAYOS MECÁNICOS 44
1.6 REFERENCIAS 45


1 Técnicas de Caracterización del Metalurgista
1.1 Métodos para la caracterización de losmetales y sus aleaciones
1.1.1 La metalografía
La metalografía o microscopía estudia microscópicamente las características estructurales de un metal o de una aleación. Sin duda, el microscopio es la herramienta más importante del metalurgista tanto desde el punto de vista científica como desde el técnico.
Es posible determinar el tamaño de grano, y el ta¬maño, forma y distribución de variasfases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del metal. La microestructura revelara el tratamiento mecánico y térmico del metal y, bajo un conjunto de condiciones dadas, podrá pre¬decirse su comportamiento esperado.
La experiencia ha demostrado que el éxito en el estudio microscopico depende en mucho del cuidado que se tenga para preparar la muestra. El microscopio mascostoso no revelara la estructura de una muestra que haya sido preparada en forma deficiente. El procedimiento que se sigue en la preparación de una muestra es com¬parativamente sencillo y requiere de una técnica desarrollada solo después de práctica constante. El último objetivo es obtener una superficie plana, sin ralladuras, seme¬jante a un espejo. Las etapas necesarias para prepararadecuadamente una muestra metalográfica se explican en lo siguientes subíndices [ ].
1.1.1.1 Muestreo
La selección de una muestra para estudio micrasc6pico puede ser muy importante. Si lo que se va a investigar es una falla, se debe escoger la muestra más próxima al área de la falla y comparársele con una tomada de la sección nor¬mal o sana.
Si el material es suave, como metales o aleaciones noferrosas y aceros no trata¬dos térmicamente, la sección puede obtenerse por corte manual con una segueta. Si el material es duro, la sección puede obtenerse mediante un disco cortador abrasi¬vo, el cual es un plato delgado fabricado de un abrasivo de tipo adecuado, que gira a alta velocidad. La muestra debe mantenerse fría durante la operación de corte [1].
1.1.1.2 Esmerilado burdo o tosco
Siempre quesea posible, la muestra debe ser de un tamaño fácil de manipular. Una muestra blanda se puede aplanar si se mueve lentamente hacia arriba y hacia abajo a través de la superficie de una lima plana poco áspera. La muestra blanda o dura puede esmerilarse burdamente sobre una lija de banda (rotatoria), manteniendo la muestra fría sumergiéndola frecuentemente en agua durante la operación deesmerilado. En todas las operaciones de esmerilado y pulido, la muestra debe moverse en sentido perpendicular a las ralladuras existentes. Esto facilitara darse cuenta del momento en que las ralladuras mas profundas hayan sido sustituidas por las menos profundas, características del abrasivo más fino. El esmerilado continúa hasta que la superficie quede plana y libre de mellas, rebabas, etc., y todas las...