Proceso Detallado de Preparación de Muestras para Examen Metalográfico

Ensayos Microscópicos: Introducción a la Metalografía

La metalografía es el estudio de la estructura, composición y propiedades de los metales y sus aleaciones. Mediante estos ensayos, determinamos características como el tamaño del grano, la distribución de fases, la presencia de inclusiones, segregaciones, los efectos de tratamientos térmicos, etc.

Fases del Proceso Metalográfico

1. Extracción de la Muestra

Es crucial determinar el lugar de donde se extraerá la muestra, ya que de esta elección dependerán sustancialmente los resultados obtenidos. La validez de los resultados será tanto mayor cuantas más muestras se examinen; es aconsejable evaluar dos o más secciones.

La primera operación es la extracción, que se realiza por corte. Aunque el método más rudimentario es el empleo de una sierra (que genera superficies irregulares), el método más utilizado es el corte mediante un disco abrasivo, debido a su rapidez y a la buena calidad superficial que produce.

2. Montaje de la Muestra

Se recurre al montaje cuando el elemento a inspeccionar es de pequeño tamaño. La muestra se encapsula, generalmente empleando resinas, generando unas pastillas que facilitan su manejo posterior.

3. Desbaste

Se emplean pulidoras de discos a las que se acoplan pliegos abrasivos adecuados. El proceso consiste en:

• Planificar la probeta y eliminar impurezas y marcas gruesas del corte inicial, usando un disco de grano grueso.
• Continuar con un disco de grano intermedio.
• Finalizar con un disco de grano fino.

Importante: En cada fase de desbaste, la muestra debe girarse 90º respecto a la fase anterior para asegurar una eliminación uniforme del material.

4. Pulido

El objetivo del pulido es eliminar las marcas e imperfecciones dejadas por el desbaste, obteniendo una superficie especular. Existen dos tipos principales:

• Pulido Mecánico:
  • Misión: Eliminar marcas finas e imperfecciones superficiales. No es efectivo para defectos muy acentuados.
  • Procedimiento: Se usan pulidoras metalográficas con platos giratorios cubiertos por paños de pulido sobre los que se aplica una suspensión abrasiva (como alúmina o diamante). La probeta se presiona moderadamente sobre el paño y se mueve del centro a la periferia.
  • Finalización: Se considera terminado cuando no se aprecian marcas bajo el microscopio a unos 100 aumentos.
• Pulido Electrolítico:
  • Procedimiento: Se emplea una disolución electrolítica donde se sumerge la muestra, conectándola al polo positivo (ánodo) de una fuente de corriente continua.
  • Aplicaciones: Aconsejable para materiales blandos o aquellos que endurecen fácilmente por deformación (acritud).
  • Desventajas: Puede eliminar inclusiones no metálicas y producir manchas en muestras montadas en resina.

5. Ataque Metalográfico

El ataque tiene como objetivo revelar la microestructura de la muestra (límites de grano, fases, etc.), eliminando la fina capa superficial deformada durante el pulido y/o atacando selectivamente diferentes constituyentes. Existen varios métodos:

• Ataque Químico:

  Se ataca químicamente la superficie pulida mediante un reactivo adecuado. Se puede realizar de dos formas:

  • Sumergiendo la muestra en el reactivo.
  • Aplicando sobre la cara pulida una fina capa del reactivo con un algodón empapado.
• Ataque Electrolítico:

  Similar al pulido electrolítico pero con parámetros (voltaje, tiempo, reactivo) ajustados para revelar la estructura. Empleado en aleaciones resistentes a la corrosión que no responden bien al ataque químico, así como en materiales con grandes deformaciones en frío.

• Pulido en Relieve (Ataque-Pulido):

  Empleado en aleaciones con constituyentes de dureza muy diferente. Se realiza mediante técnicas de pulido mecánico utilizando un paño blando y un abrasivo fino en una suspensión ligeramente ácida o alcalina. Se logra desgastar preferentemente el constituyente más blando, dejando en relieve el más duro.