Metalografia procedimiento

Lab. Ingenieria de Materiales 1
Departamento de Ing. Mecánica
Lectura previa practica1
PREPARACION DE LAS
PROBETAS PARA LA
OBSERVACION MICROSCOPICA
INTRODUCCIÓN.
La metalografía es, esencialmente, el
estudio de las características
estructurales o de constitución de un
metal o una aleación para relacionar ésta
con las propiedades físicas y mecánicas.
Sin duda alguna, la parte más importante de
la metalografía es el examen microscópico
de una probeta adecuadamente preparada,
empleando aumentos que, con el
microscopio óptico, oscilan entre 100 y 2000
aumentos, aproximadamente. Tales
estudios microscópicos, en manos de un
metalógrafo experimentado, proporcionan
una abundante información sobre la
constitución del metal o aleación
investigados. Mediante ellos se pueden
definir características estructurales, como el
tamaño de grano, con toda claridad; se
puede conocer el tamaño, forma y
distribución de las fases que comprenden la
aleación y de las inclusiones no metálicas,
así como la presencia de segregaciones y
otras heterogeneidades que tan
profundamente pueden modificar las
propiedades mecánicas y el
comportamiento general de un metal.
Cuando el examen microscópico a permitido
la determinación de estas y otras
características constitucionales, es posible
predecir con gran seguridad el
comportamiento del metal cuando se le
utilice para un fin específico. Importancia
parecida tiene el hecho de que, con ciertas
limitaciones, la micro estructura refleja casi
la historia completa del tratamiento
mecánico y térmico que ha sufrido el
material.
La experiencia demuestra que poco a nada
se puede obtener del examen microscópico
si antes no se prepara la probeta, para
obtener una superficie satisfactoria, con
arreglo a normas más o menos rígidas y
precisas. Una preparación defectuosa
puede arrancar todas las inclusiones
interesantes, destruir los bordes de grano,
revenir un acero templado y, en resumen,
originar una estructura, por lo menos en la
superficie, que no guarda ninguna relación
con la verdaderamente representativa y
característica del metal. Esta claro que el
examen de una tal superficie dará lugar a
interpretaciones erróneas y a conclusiones
inadmisibles.
La preparación de la probeta consiste, en
general, en obtener primero una
superficie plana y semipulida, mediante
el empleo de papeles de esmeril de finura
de grano creciente o realizando este
desbaste con discos adecuados sobre
los que se deposita un abrasivo,
terminando con un pulido fino y final
sobre discos provistos de paños. El final
de la operación es la obtención de una
superficie especular que es la requerida
para, después, efectuar el ataque y
observar adecuadamente la estructura.
Uno de los factores más esenciales que
influyen sobre la técnica de la preparación
de probetas es el cuidado con que se las
maneja en todas las fases de operación. De
igual importancia es el trabajar con limpieza,
por que una partícula del esmeril o de una
materia extraña puede inutilizar una probeta
que sin ello estaría perfectamente pulida. A
intervalos frecuentes, durante el transcurso
de la preparación, tanto la probeta como las
manos del laborante deben lavarse con
agua y jabón. Tal operación de limpieza es
necesaria para evitar que la superficie se
raye a causa de los deterioros del papel de
esmeril y es en particular indispensable
cuando se pasa de un papel a otro más fino.
TOMA DE MUESTRAS.
La elección de la muestra que ha de ser
examinada al microscopio es de gran
importancia, ya que ha de lograrse una
probeta representativa del material a
examinar; por desgracia, no se le suele dar
toda la importancia que merece. Las
probetas seleccionadas deben ser
características del metal estudiado y servir
para el fin a que se dirige tal estudio; por
ejemplo, si se ha roto durante el servicio
una pieza y el objeto del estudio
metalográfico es determinar las causas de
la rotura, la probeta debe seleccionarse y
obtenerse de aquella región particular de la
fractura que pueda dar el máximo de
información. Para poder hacer

comparaciones, una probeta de esta
naturaleza debe complementarse con otra
tomada en una sección normal y sana de la
pieza en cuestión. El examen de ambos
tipos de probeta es deseable por que las
inclusiones y otras características pueden
no observarse satisfactoriamente sobre
probetas tomadas en una sola de estas
direcciones.
Si la sección que ha de ser observada y ha
de tomarse como probeta es relativamente
blanda, la separación puede hacerse
mediante una sierra mecánica o manual.
Cuando las aleaciones son frágiles, como
ocurre con las fundiciones y algunos
bronces ricos en estaño, se puede romper la
pieza con un martillo y seleccionar un
fragmento adecuado como probeta.
Las probetas de
materiales duros,
que no se pueden
serrar con facilidad,
tales como aceros
templados y las
aleaciones no férreas
endurecidas por
envejecimiento, se
pueden cortar con
seguridad
empleando discos
abrasivos. Tales disco son generalmente
delgados y son un conglomerado de un
abrasivo adecuado, tal como esmeril,
carborundo o polvo de diamante. El
enfriamiento se logra manteniendo la
probeta totalmente sumergida en agua u
otros líquidos refrigerantes, o proyectando
sobre ella una corriente ininterrumpida del
líquido de refrigeración y precisamente en la
región que se corta.
Si no se elige cuidadosamente el disco de
corte y no se enfría suficientemente la
probeta durante el corte, se altera
radicalmente la estructura original, por lo
menos en la superficie obtenida por el corte,
como consecuencia del calor desarrollado
por el frotamiento.
Siempre que sea posible, las probetas
deben tener un tamaño conveniente y
cómodo de manejar. Las probetas de
superficie muy grande pueden requerir
tiempos de pulido excesivamente largos,
mientras las demasiado pequeñas tienden a
redondearse durante el desbaste,
obteniéndose superficies preparadas curvas
con los bordes estropeados. Las probetas
pequeñas deben montarse, como se
describe mas adelante.
DESBASTE A MANO
DESBASTE GROSERO
La superficie que haya de observarse se
debe de hacer primero plana mediante un
desbaste grosero. Cuando el área es
grande, se puede terminar en un tiempo
muy corto si se le gira ligeramente mientras
se desbasta.
Ni durante el desbaste grosero, ni durante
los posteriores, intermedio y final, se debe
aplicar la probeta contra el medio abrasivo
con presión demasiado grande. La presión
excesiva no sólo produce rayas muy
profundas, difíciles de eliminar después,
sino que también distorsiona intensamente
el metal de la superficie de la probeta.
La distorsión del metal superficial no se
puede evitar enteramente, pero se puede
aminorar mucho mediante técnicas
adecuadas de desbaste y pulido; la presión
de contacto en las operaciones citadas debe
mantenerse baja, y en todo caso, el metal
distorsionado se elimina mediante varios
ciclos de pulido y ataque. Biselando los
bordes d la probeta durante el desgaste
grosero se evitan roturas y desgarrones de
papeles y paños en las operaciones
posteriores.
Cuando la superficie es completamente
plana y se han eliminado sus
irregularidades, se da por terminado el
desbaste grosero.
DESBASTE INTERMEDIO
El papel de esmeril se coloca sobre una
placa o sobre cualquier superficie bien plana
y limpia. La probeta se mueve
longitudinalmente de un lado a otro del
papel comprimiéndola con una presión
suave; la dirección del movimiento se
mantiene constante, para que todas las
rayas producidas sean paralelas. El final de
la operación sobre un papel esta
determinado por la desaparición de las
rayas producidas por el desbaste grosero o
el papel anterior, y para poder reconocerlo
fácilmente se opera en forma que las
nuevas rayas sean perpendiculares a las
anteriores; así es mas fácil ver cuándo estas
nuevas rayas sustituyen totalmente a las
anteriores más gruesas.

Para desbastar muchas probetas de
aleaciones tratadas térmicamente, y en
particular muchos de los metales blandos,
es conveniente impregnar los papeles de
esmeril con un lubricante adecuado. Para
este fin se han puesto muchos líquidos,
tales como aceites, gasolina, soluciones de
parafina en queroseno, jabones líquidos,
glicerina, y mezclas de glicerina y agua.
Estos lubricantes disminuyen la fluencia
superficial de los metales blandos y evitan la
modificación estructural superficial de las
tratadas térmicamente, al actuar como
refrigerantes, mejorándose los resultados
que se obtendrían desbastando en seco.
DESBASTE FINAL
El desbaste final o fino se realiza de la
misma forma que el desbaste intermedio,
pasando del papel de esmeril empleado al
número 00; en general se utilizan dos
papeles, que son el número 00 y el 000.
Cada vez que se cambia de papel se opera
en la forma descrita anteriormente, a fin de
obtener rayas nuevas perpendiculares a las
anteriores. Cuando la observación visual
demuestra que sólo existen las rayas
producidas por el último papel empleado y
se han eliminado totalmente las anteriores,
la probeta esta en condiciones de ser
pulida.
DESBASTE MECÁNICO
DESBASTADORAS CON PAPEL
Un desbaste más eficaz
se puede realizar
mecánicamente,
empleando un disco
giratorio, que se cubre
con papeles de esmeril,
sujetándolo mediante un
anillo de fijación
apropiado. El disco debe girar a unas 600
rpm para el papel mas grueso y a
velocidades de preferencia más pequeñas
con los papeles más finos.
En el desbaste mecánico es preciso
extremar el cuidado para que la presión
excesiva no produzca sobrecalentamiento
de las probetas, con las consiguientes
alteraciones estructurales en las probetas
térmicamente tratadas y distorsión
exagerada del metal superficial.
DISCOS CON PARAFINA
Un disco con parafina es sencillamente un
disco de pulidora cubierto con una capa de
parafina de alto punto de fusión o con un
paño de billar o lona que se han impregnado
con parafina.
Los discos para el desbaste se cargan,
antes y durante la operación, con
suspensiones, en una solución acuosa de
jabón, de polvos abrasivos.
PULIDO
GENERALIDADES
El pulido de una probeta metalográfica
tiene por objeto eliminar de su superficie
las rayas finas producidas en la última
operación de desbaste y conseguir una
superficie sin rayas y con alto
pulimiento.
El éxito del pulido y el tiempo empleado en
la operación dependen en gran manera del
cuidado con que se haya realizado el
desbaste. Si una probeta tiene rayas
profundas y gruesas, que no se han
eliminado en la última de desbaste, se
pierden el tiempo y el trabajo si se pretende
eliminarlas en el pulido fino.
Mientras sea posible hay que tomar
precauciones para que la operación se
realice en un ambiente relativamente limpio
de polvo.
PULIDORAS METALOGRÁFICAS
El pulido preliminar
y el final de una
probeta
metalográfica
desbastada se
realizan en uno o
más discos. Tales
discos son,
esencialmente,
platos de bronce de 20 a 25 mm de
diámetro, cubiertos con un paño de calidad
apropiada. Los discos giran, generalmente,
en un plano horizontal, y es conveniente
que cada disco posea su motor individual
para facilitar el control y ajuste de la
velocidad de rotación.
Los equipos de desbaste y pulido
automáticos ahorran, si duda alguna, mucho
tiempo y trabajo del operador en las
operaciones rutinarias de preparación de las
probetas metalográficas. Sin

embargo,muchos metalográficos
manifiestan que en los equipos automáticos,
contrariamente a lo que ocurre en las
técnicas manuales, es difícil observar el
progreso de la preparación de la probeta y,
especialmente conseguir el control del
grado final del pulido que es necesario en
un trabajo preparatorio de alta calidad.
ABRASIVOS PARA EL PULIDO
METALOGRÁFICO
Físicamente, un abrasivo metalográfico
ideal debe de poseer una dureza
relativamente alta; la forma externa de las
partículas debe ser tal que presenten
numerosas y agudas aristas y vértices
cortantes; las partículas, si se rompen
durante su uso, deben hacerlo en forma de
que se produzcan nuevas aristas y vértices
cortantes; por ultimo, la naturaleza del
abrasivo debe de ser adecuada para
permitir una buena clasificación de las
partículas por tamaños mediante levigación,
después de que se haya realizado una
buena pulverización.
Polvo de diamante. El abrasivo que más se
aproxima al ideal es el polvo de diamante no
adulterado y bien clasificado. Se ha
empleado mucho en el pasado para
preparar probetas de aleaciones muy duras,
tales como carburos sinterizados de
volframio o boro y recientemente se ha
extendido su uso, con gran éxito, para el
pulido de las aleaciones y metales más
comunes.
Alúndum. Para el pulido intermedio o
preliminar de las probetas metalográficas,
en aquellos casos en que tal operación se
realiza, se emplea como abrasivo el
alúndum (óxido de aluminio fundido) y, a
veces, carborundo (carburo de silicio) o
carburo de boro, todos en un grado de
finura de 500 a 600 mallas. Se emplean en
forma de suspensión acuosa, que se añade
al paño que recubre al disco de la pulidora.
Oxido de magnesio. Es el abrasivo que
suele recomendarse para el pulido final de
los metales blandos, tales como el aluminio,
magnesio y otros, o para sustituir a la
alúmina en el pulido de las fundiciones y
otros materiales relativamente duros.
La técnica adecuada para el empleo del
óxido de magnesio en el pulido final
consiste en poner un apequeña cantidad de
polvo fresco y seco sobre el paño de pulir
colocado en el disco de la pulidora, añadir
agua destilada en cantidad suficiente para
formar una pasta clara, y luego trabajar esta
pasta con la yema d los dedos,
extendiéndola y embebiéndola en las fibras
del paño. Después de esta carga, y durante
el pulido posterior, se mantiene húmedo el
paño por adición de agua destilada.
Alúmina. La alúmina (óxido de aluminio) es,
probablemente, el abrasivo más
satisfactorio y universal desde el punto de
vista metalográfico. El comercio lo
proporciona en forma de pastas o
suspensiones acuosas.
La alúmina existe en tres formas
cristalográficas distintas: alfa, beta y
gamma. De ellas, la alfa y la gamma son
las más empleadas como abrasivos.
Algunos tipos de polvo seco de alúmina,
aunque se adquieren como legivados, es
preciso volver a legivarlos para obtener la
debida la debida finura y uniformidad de las
partículas. La levigación consiste,
sencillamente, en suspender una cantidad
pequeña de alúmina en agua limpia,
empleando un vaso alto adecuado. Después
de agitar bien se deja sedimentar de 1 a 10
minutos, con lo que se separan las
partículas gruesas, luego se sifona el líquido
que sobrenada, que constituye una
suspensión del abrasivo fino. El sedimento
se puedo volver a levigar, para obtener
suspensiones de alúmina ligeramente más
gruesas, o se desprecia.
Una alúmina ideal para el pulido
metalográfica se puede preparar de la
siguiente manera: se parte de hidróxido de
aluminio, que se convierte en alúmina
calentando, durante 2 horas y a una
temperatura de 925 a 1100°C, una capa de
polvo de unos 50mm de altura y no
apisonada, sino suelta. Después se deja
enfriar hasta la temperatura ordinaria, y el
polvo obtenido se leviga en porciones de
100 a 150 g, que se suspenden en 1000cc
de agua, preferiblemente destilada. El
tiempo de levigación necesario para obtener
una suspensión muy fina es de unos 10 min;
este tiempo puede incrementarse a 15 o 20
min si se desea una suspensión de
partículas excepcionalmente finas, tales
como las requeridas para el pulido de

metales blandos como el aluminio, plomo,
estaño, etc.
Otros abrasivos. Además de los abrasivos
citados anteriormente, también el óxido de
cromo y el óxido de hierro (rojo de joyeros)
se han empleado con éxito en el pulido
metalográfico. El rojo de joyeros, sin
embargo, tiene propensión a hacer fluir el
metal superficial, y aunque proporciona una
superficie extraordinariamente pulimentada,
tal superficie no es la necesaria y
característica del pulido metalográfico.
PAÑOS PARA PULIR
En general, la textura superficial de los
paños de pulir varía desde la
correspondiente a los que no tienen pelo,
como la seda natural y el tejido empleado
para cubrir las alas de aeroplanos, hasta
aquellos con pelo relativamente largo, como
el terciopelo y la pana, que son de
aplicación muy general. En el caso
intermedio se encuentran los paños de
mesa de billar, los paños de lana de
distintas finuras y las lonas de diferentes
pesos.
Los paños de pulir de
mejor calidad no
suelen requerir un
tratamiento preliminar
antes de su empleo.
Sin embargo, los
materiales más
baratos deben hervirse en agua, para
ablandar las fibras duras existentes, y
lavarse con tintura de jabón verde, para
eliminar las materias extrañas que pudiera
contener.
Cuando un paño no va a utilizarse durante
algún tiempo, se le quita del disco de la
pulidora, se le enjabona y se le lava
cuidadosamente con agua corriente.
Después se le puede secar o, mejor, se le
guarda sumergido en agua en un vaso. El
lavado elimina prácticamente todos los
detritos adheridos al paño, y el guardarlo en
húmedo evita que lo evita que los residuos
de abrasivo que pudieran quedar formen
tortas sobre el.
PULIDO PRELIMINAR
El objetivo es hacer
desaparecer las
rayas finas producidas en la última
operación de desbaste. El disco d la
pulidora empleado en esta operación se
cubre, generalmente, con paño de lana,
paño de billar o una lona de poco peso, y se
le hace girar a unas 400 a 500 rpm. Como
abrasivo se emplea alúndum o carborundo
de 600 mallas, o productos equivalentes.
Para realizar un pulido preliminar se
mantiene la probeta desbastada,
firmemente, sobre el disco que gira, y
durante la operación se mueve
continuamente desde el centro al borde del
disco, y a la inversa. Si es necesario, se
añade de cuando en cuando suspensión del
abrasivo, que contengan unos 15g por cada
100cc de agua. Si la cantidad de abrasivo
que hay sobre el disco es suficiente, pero se
seca el paño, se añade agua clara en la
cantidad necesaria.
Para que la operación vaya bien es
necesario observar con cuidado la humedad
del paño. Si se humedece demasiado, la
acción pulidora del combinado paño-
abrasivo se retarda mucho, y si se seca en
exceso, la probeta se mancha.
El pulido preliminar dura de unos 2 a 5 min,
y al terminarse, se lava bien la probeta con
agua corriente, se la enjuaga con un poco
para quitar todos los detritos y el abrasivo
adherido, y se le humedece con alcohol
etílico o alcohol isopropílico, secándola
después en aire caliente.
Las probetas bien preparadas, después del
desbaste y el pulido preliminar, muestran
solamente las rayas características del
alúndum o carborundo de 600 mallas, y la
superficie es de brillo apagado
PULIDO FINAL
Esta operación tiene por finalidad eliminar
las rayas producidas en el pulido preliminar
y dar lugar, por último, a una superficie
pulida uniformemente y libre de rayas.
Según el metal o aleación que se pule, se
emplea uno de los abrasivos citados
anteriormente – alúmina levigada, oxido de
magnesio, óxido crómico-. Para la mayoría
de las probetas metalográficas, la alúmina
levigada da un resultado magnífico y se
reconoce por todos como el abrasivo de
empleo más universal en el pulido final.
Durante el pulido se aplica a la probeta una
presión moderada y se la mueve
continuamente del centro a la periferia del
disco. Eventualmente, y en particular al final

de la operación, se gira la probeta en
sentido contrario al de la rotación del disco.
Esta operación modifica continuamente la
dirección del pulido y evita la formación de
colas de cometa. Tales formaciones son
inevitables cuando se pule en una sola
dirección, por que se arrancan más o menos
las inclusiones, se abrasiona el metal
adyacente y aparecen picaduras y huecos
dejados por dichas inclusiones.
Para evitar la distorsión del metal, se debe
suspender el pulido fino en cuanto las rayas
ya no son observables a 100 aumentos, no
apareciendo tampoco colas de cometa. Si
persisten las rayas finas, se puede continuar
el pulido final; es, sin embargo, más
probable que se obtengan resultados
mejores repitiendo el pulido preliminar antes
de terminar el pulido final.
La probeta pulida puede atacarse
inmediatamente después o se puede
guardar para usarla más tarde y examinarla
sin ataque. En cualquier caso, la superficie
dela probeta debe protegerse de la
oxidación y otros efectos perjudiciales
atmosféricos.
PULIDO ELECTROLITICO
GENERALIDADES
El pulido electrolítico disminuye muchas de
las dificultades encontradas en el pulido
mecánico. Puesto que éste método de
pulido evita la formación de capas
distorsionadas del metal en la superficie
desbastada de la probeta, es ideal para la
preparación de muchos metales blandos,
aleaciones monofásicas y aleaciones que
endurecen fácilmente por deformación, tales
como los aceros inoxidables austeníticos.
La principal desventaja del pulido
electrolítico es la destrucción total o parcial
de las inclusiones no metálicas por
reacciones químicas con el electrolito. Otra
desventaja son el manchado de las
probetas montadas en plásticos, como
consecuencia del ataque de éstos por
algunos electrolitos y la obtención de
superficies onduladas.
FUNDAMENTOS Y APARATOS
Los detalles relativos al pulido electrolítico
no están completamente aclarados en la
actualidad. El mecanismo general, sin
embargo, parece asociado a la disolución
anódica. Las aristas salientes y las
protuberancias de la probeta desbastada se
eliminan por disolución selectiva, mientras
que los valles existentes entre los salientes
quedan protegidos de la disolución por los
productos de reacción formados o, más
probablemente, por que en ellos la
velocidad de disolución es mucho menor.
En la celda electrolítica la probeta
desbastada sirve de ánodo, y como cátodo
se emplea un metal adecuado; a través del
electrolito se hace pasar una corriente
continua, que es transportada de ánodo a
cátodo por los iones del metal de la probeta
que se pule.
El factor más importante para el éxito del
pulido electrolítico es la relación entre
densidad de corriente y voltaje, para cada
electrolito y disposición general de la celda
electrolítica.
El pulido electrolítico es relativamente
sencillo y requiere muy poca experiencia por
parte del laborante.
La elección del electrolito depende de la
composición y características estructurales
(número y clase de fases presentes) de la
probeta. Aunque el pulido electrolítico no
produce distorsión del metal superficial, a
veces se observa esta distorsión en las
probetas pulidas electrolíticamente.
METODOS ESPECIALES DE
PREPARACIÓN MECANICA
INTRODUCCIÓN
La preparación metalográfica de los metales
blandos, tales como el aluminio, cobre,
plomo, etc.; la de los materiales duros,
como los carburos cementados de volframio
y boro, y la conservación de las inclusiones
en el acero o las láminas de grafito en la
fundición, requieren técnicas más o menos
específicas. Los metales relativamente
blandos y sus aleaciones fluyen muy
fácilmente durante el desbaste y el pulido, y,
si no se tiene un gran cuidado, se originan
capas distorsionadas de espesor
considerable, que es imposible eliminar con
el método usual.
ALUMINIO Y SUS ALEACIONES.
La preparación de las probetas de aluminio
y sus aleaciones es difícil, por que el metal
superficial fluye fácilmente y se produce
distorsión durante el desbaste y el pulido.
Una vez conseguida una superficie plana y

matado los cantos de la probeta, se
desbasta con los tres grados usuales de
papel de esmeril girando la probeta 90°
cada vez que se pasa de un papel al más
fino siguiente.
El primer pulido tiene por finalidad hacer
desaparecer las rayas producidas por el
desbaste. El pulido final tiene por objeto
eliminar las rayas producidas en el
preliminar y obtener una superficie no
rayada. Durante la primera etapa del pulido
hay que prestar atención a que el disco se
mantenga siempre húmedo empleando
agua destilada De igual importancia es la
presión con que s e aplica la probeta sobre
el paño. La presión óptima se determina por
ensayos previos y depende, lo mismo que el
tiempo empleado en el pulido final, de la
composición química y tratamiento térmico
de la probeta.
Cuando prácticamente han desaparecido
todas las rayas, se continúa la operación
añadiendo agua clara, en tal forma que al
final el paño este completamente libre de
abrasivo. En esta fase es recomendable
girar la probeta en sentido contrario al de
rotación del disco, para eliminar las marcas
y colas de cometa causadas por el pulido en
una sola dirección.
COBRE Y SUS ALEACIONES.
La superficie de las probetas de cobre y sus
aleaciones se rectifica limándola. El
desbaste con los papeles de esmeril no es
necesario en estos materiales, pasándose
directamente al pulido que se realiza en dos
o tres fases.
La primera fase del pulido se realiza sobre
lona, empleando como abrasivo carborundo
o alúndum de 500 mallas. La segunda
operación se realiza sobre disco cubierto
con paño de lana y empleando abrasivo
trípoli pulverizado. La tercera fase se hace
sobre un disco cubierto con un paño fino de
lana, empleando como abrasivo una
suspensión en agua de alúmina u óxido de
magnesio.
Al terminar el pulido se atacan directamente
o se lavan con alcohol y se secan
rápidamente antes del ataque.
El cobre puro se pule peor que sus
aleaciones, pues se necesita obtener una
superficie casi perfecta para comprobar la
presencia de óxido cuproso al observarla sin
ataque.
PLOMO Y SUS ALEACIONES.
La preparación de estos materiales es muy
difícil por su inherente blandura. Se produce
mucha fluencia del metal y distorsión
superficial, y la estructura real queda
totalmente enmascarada. Se acepta
generalmente que es casi imposible obtener
una superficie libre de deformación en frío
mediante el pulido.
Se emplean regularmente cierto número de
métodos, entre los que puede elegirse,
teniendo en cuenta la aleación, forma y
tamaño de la probeta, y también el equipo
de que se dispone y las preferencias del
operador. Siempre se necesita quitar
bastante metal, para eliminar los efectos de
la sierra, cizalla o elemento empleado para
obtener la probeta.
FUNDICIONES.
Es muy difícil conservar las partículas de
grafito de las fundiciones grises y maleables
si se preparan las probetas por métodos
usuales, siendo preciso recurrir a técnicas
especiales. La mejor forma de prepararlas
es desbastándolas en los tres grados
usuales de papel esmeril (0, 00, 000)
prolongando el desbaste sobre papel 00
gastado. El desbaste final se hace,
usualmente, sobre un papel 000, que se
suaviza previamente con talco o grafito.
Durante el desbaste se puede producir el
arranque de grafito, pero lo más frecuente
es que el arranque se produzca durante el
pulido. Por ello es conveniente realizar el
pulido final en un paño sin pelo.
Es preciso mantener el paño húmedo, pero
no mojado en exceso, y pulir en una sola
dirección.
CONSERVACIÓN DE LAS INCLUSIONES
La preparación a mano se hace sobre los
tres grados usuales (0, 00, 000) terminando
sobre una hoja muy gastada o suavizada de
papel 000. El último desbaste se continúa
hasta que las gritas finas son casi invisibles
al ojo desnudo.
El pulido se realiza sobre dos discos. El
primero se cubre con un paño sin pelo y el
segundo con un paño con más pelo. El
abrasivo puede ser óxido de aluminio o
alúmina levigada.
Las rayas finas producidas en el primer
pulido se eliminan por un segundo y
cuidadoso pulido en el segundo disco. En
este segundo pulido es esencial que la

presión con que se aplica la probeta sea
ligera. Una presión excesiva provoca el
arranque de las inclusiones de última hora.
La alúmina finamente dividida es un buen
abrasivo para esta operación.
MONTAJE DE PROBETAS
PEQUEÑAS
GENERALIDADES
Cuando las probetas
metalográficas son
pequeñas o de una
forma que no permite un
manejo fácil en las
operaciones de desbaste
y pulido, como ocurre,
por ejemplo con virutas,
alambres, varillas y tubos
pequeños, chapas, secciones delgadas, etc.
Es necesario montarlas en un material
adecuado para hacer posible la preparación.
MONTAJES FUSIBLES
Existen muchos materiales fusibles que son
adecuados, con algunas limitaciones, para
el montaje de probetas metalograficas, tales
como el azufre, el lacre, los plásticos
dentales y las aleaciones de bajo punto de
fusión. Los puntos de fusión de estos
materiales difieren mucho, y debe
seleccionarse el necesario para que el
calentamiento requerido no altere la
estructura de la probeta.
MONTAJE EN PLÁSTICOS SINTÉTICOS
El montaje de las
probetas pequeñas en
materiales plásticos
sintéticos, como la
bakelita, Lucita, etc., es
uno de los métodos más
satisfactorios que se emplean hoy para
facilitar el manejo de tales probetas. La
manipulación es sencilla; pero como es
preciso aplicar calor y presión
simultáneamente, se requiere una prensa
montadora especial.
Resinas termoendurecibles. Los plásticos
termoendurecibles como la bakelita y los
compuestos de anilina y formaldehídos, son
los más populares entre los empleados para
montar probetas metalográficas. Los polvos
de moldeo de bakelita se encuentran en el
comercio en gran variedad de colores, y
esta circunstancia es de interés, por que
simplifica la identificación y archivo de las
probetas.
Los plásticos termoendurecibles, a
diferencia de las resinas termoplásticas,
endurecen durante el moldeo a la
temperatura y presión adecuada por que
sufren un cambio químico. El estado más
duro adquirido ya no se altera por la
temperatura, aun que esta se aproxime a la
que pueda causar la carbonización de la
resina. Para la mayoría de los polvos de
moldeo de bakelita, la temperatura máxima
requerida para el endurecimiento es de 135
a 150 °C, juntamente con una presión de
2500 a 3500 libras por pulgada cuadrada.
Resinas termoplásticas. Las resinas de
este tipo, tales como el poliestireno,
compuestos de metacrilato de metilo (lucite)
y materiales a base de celulosa, tienen la
propiedad de ser claras y transparentes
como el cristal si se las moldea
correctamente.
Las resinas termoplásticas no endurecen
durante el moldeo, si no que, por el
contrario, se reblandecen y fluyen cada vez
que se les aplica una combinación
adecuada de temperatura y presión. El
montaje se realiza satisfactoriamente
moldeando a una presión de 2500 a 3500
libras por pulgada cuadrada y a
temperaturas de 140 a 165 °C.
ATAQUE DE LAS PROBETAS PARA SU
EXAMEN MICROSCOPICO.
Nos ocuparemos ahora del ataque
necesario para hacer visibles sus
características estructurales, discutiendo los
principios en que se basa y la técnicas por
las que se lleva acabo. Una probeta no
atacada revela pocos o ningún detalle
estructural, a pesar de lo cual es de gran
interés porque permite observar detalles
que ya son visibles tales como los defectos
superficiales y las inclusiones no metálicas.
El objeto de mayoría de las investigaciones
metalográficas es determinar las
características estructurales verdaderas de
la probeta, es necesario que los diferentes
constituyentes estructurales que den
delineados con precisión y claridad. Esto se

logra sometiendo a la probeta a la acción
química de un reactivo apropiado en
unas condiciones cuidadosamente
controladas.
Fig. Ejemplo de un ataque con el reactivo adecuado
En las aleaciones compuestas de varias
fases los constituyentes se hacen visibles
por el ataque diferencial o el manchado de
uno o varios de dichos constituyentes, como
consecuencia, principalmente de las
diferencias de composición química, que
traen consigo diferencias en las velocidades
de disolución.
FORMACIÓN DE METAL
DISTORSIONADO
La producción de esta distorsión es la
consecuencia natural del despaste y el
pulido, y es inevitable, en mayor grado o en
menor grado, por mucho cuidado que se
ponga en las operaciones. El contacto
intimo entre las superficies de la probeta y
las partículas finamente divididas del
abrasivo, empleadas en las operaciones de
desbaste y pulido, y lo esfuerzos mecánicos
y efectos térmicos inducidos, son los
suficientemente grandes para hacer fluir el
metal más superficial.
La mayoría de los estudios realizados
mediante difracción electrónica sobre las
superficies metalográficas demuestra que
esta fluencia destruye completamente el
estado cristalino superficial, como
consecuencia de la alteración de la
periodicidad atómica de la red. Esta
superficie, completamente perturbada, cuya
profundidad es del orden de algunas
distancias interatómicas, posee una energía
libre mas elevada que el metal solo
plásticamente deformado que queda bajo
ella y , por esta razón, se elimina fácil y
efectivamente por disolución química
durante el ataque. Por ello, el aspecto de la
estructura metalográfica, observada
después del ataque, no esta influenciado
por la presencia de esta superficie
totalmente desorganizada.
La cantidad de metal distorsionado
producido por el desbaste y el pulido
depende de varias circunstancias, de la más
importantes son: la composición química y
estructural de la probeta, los métodos
empleados para el desbaste y el pulido, el
cuidado puesto en la preparación y la
naturaleza de los abrasivos empleados en el
pulido.
ELIMINACIÓN DE METAL
DISTORSIONADO
Un solo ataque no es capaz de eliminar todo
el metal distorsionado, es necesario atacar y
pulir alternativamente varias veces. Para la
mayoría de los metales y las aleaciones el
tiempo de ataque, en lo intermedios no debe
superar al necesario en el ataque final; los
pulido deben hacerse con cuidado,
empleando presiones ligeras para evitar la
formación de nuevas cantidades de metal
distorsionado.
REACTIVOS DE ATAQUE
En general, los reactivos adecuados para el
ataque metalográfico se componen de
ácidos orgánicos o disueltas en disolventes
apropiados como agua, alcohol, glicerina,
glicol o mezclas de varios de disolventes. La
actividad y comportamiento general de los
diferentes reactivos esta relacionado con las
características siguientes: concentración de
iones de hidrógeno o iones de hidroxilo,
capacidad de reactivo para manchar
preferentemente uno o mas de los
constituyentes estructurales.
Para el ataque del metal o aleación sea
perfecto y muestre claramente los
detalles estructurales deseados, es
necesario que la composición del

reactivo empleado corresponda
exactamente a la composición de la
probeta y las distintas fases que la
constituyen.
Un reactivo compuesto de hidróxido
amónico y peróxido de hidrógeno es ideal
para tacar cobre y latón alfa, pero es
completamente inadecuado para atacar al
hierro y al acero u otras aleaciones férreas.
El nital (solución diluida de ácido nítrico en
alcohol) y el picrato sódico hirviente se
recomienda para el ataque de los aceros. El
picrato sódico no es un reactivo específico
para distinguir entre ferrita y carburo de
hierro.
Tabla. Reactivos mas utilizados
MECANISMO DE ATAQUE
Cuando se aplica un reactivo a las
superficie pulida de una probeta, los detalles
estructurales se manifiestan, en parte, por
una destrucción selectiva de la superficie.
Se debe a que las diferentes fases, en una
aleación polifásica, o los planos
diferentemente orientados de cada grano de
un metal puro forman la superficie
metalográfica de la probeta, tiene distintas
velocidades inherentes de disolución. A este
efecto se suma, para mucho reactivos, la
propiedad de que manchan o colorean de
diferente manera a las distintas fases
presentes.
Aleaciones polifásicas: El mecanismo del
ataque de las aleaciones polifásicas es,
esencialmente de naturaleza
electroquímica, consecuencia de las
diferencias de potencial que se producen en
los diferentes constituyentes, cuando se
pone la probeta en contacto con el reactivo.
Reactivo de ataque Composición Usos
Acido Nítrico (Nital)
Acido Nítrico 5 cc
Alcohol etilico 95 cc
Aceros y hierros
Acido Pricico (Picral)
Acido picirico 4gm
Alcohol etilico 100 ml
Aceros de baja aleación
Cloruro férrico y ácido
hidroclórico
Cloruro férrico 5gm
acido hridroclorico 50 ml
agua 100 ml
Aceros asuteníticos al
níquel y aceros inoxidables
Persulfato de amonio
Persulfato de amonio 10 gm
Agua 90 ml
Cobre, laton, bornce
alumínico, níquel, plata
Acido hidrofluórico
Acido hidrofluórico 0.5 ml
Agua 99.5 ml
Aluminio y sus aleaciones
Reactivos de ataque para examen microscopico
La diferencia de potencial entre los
constituyentes anódicos y catódicos es, en
general lo suficientemente grande para que
la fase más electropositiva se disuelva con
relativa rapidez en los reactivos ordinarios y
es precioso un control cuidadoso para evitar
el sobre ataque. Por causa de esta
diferencia de potencial , las aleaciones
polifásicas se atacan más rápidamente que
las aleaciones monofásicas o los metales
puros.
Como consecuencia de la disolución
preferente de la fase anódica durante el
ataque, tales constituyentes, en las
aleaciones polifásicas quedan más rugosos
y más profundo, con relación al plano de la

superficie pulida, por lo menos en las
interfase ánodo- cátodo, y aparecen,
microscópicamente, como más oscuras.
Deteniendo el ataque en el momento
preciso se evitan las dificultades y se
consigue un contraste optimo entre las
diferentes fases.
Aleaciones monofásicas y metales
puros: Como consecuencia de la existencia
de una sola fase, es más difícil de explicar
el fenómeno de ataque diferencial en
términos de diferencias de potencial. En un
metal puro aleación monofásica el ataque
es el resultado de la diferente facilidad de
disolución que presenta cada grano como
consecuencia de su distinta orientación
cristalográfica con relación a la superficie
metalográfica pulida. La velocidad de
disolución de un grano es diferente según
su distintos planos cristalográficos y por ello,
el ataque produce en cada uno de los
granos unas recetas bien definidas con
orientación diferente a la que presentan las
originadas en los granos vecinos.
DIFERENCIA DE BRILLO ENTRE
LOS GRANOS
Cuando incide sobre la probeta un haz
iluminador, la dirección de la luz reflejada
por cada grano depende del sistema de
facetas que el ataque ha desarrollado sobre
él. La observación microscópica, ( en
algunos casos a ojo desnudo, si los granos
son suficientemente grandes) hace notar
como más brillantes a los granos cuyas
facetas están adecuadamente orientadas y
como más oscuros a los orientación menos
ventajosa.
MÉTODOS DE ATAQUE
La consideración preliminar más
importantes es la elección acertada del
reactivo adecuado, de entre los más
recomendados para una aleación o metal
dados. Hacer una selección requiere de
juzgar y conocer el comportamiento de los
distintos reactivos, cuando se emplean en
las condiciones recomendadas.
Cada reactivo ha de emplearse para el uso
específico a que esta destinado y
exactamente de acuerdo a las instrucciones
adecuadas para su empleo. Los reactivos
de ataque aplican, en general, por inmersión
de la probeta en el reactivo o poniendo en
contacto con la superficie de la misma un
algodón impregnado.
Es preciso que la superficie de la probeta
este limpia, para asegurarse de que el
reactivo la mojara regular y uniformemente.
Para ello se la lava primero a fondo con
agua corriente caliente, se frota luego, con
cuidado, utilizando un algodón húmedo, se
vuelve a lavar con alcohol etílico y pro fin se
seca al chorro de aire caliente.
Cuando se realiza el taque por inmersión,
se suspende la probeta, con su superficie
pulida hacia abajo, dentro del reactivo,
sujetándola con los dedos o con unas
pinzas. Par desalojar burbujas de aire
retenidas en la superficie y asegurar que
bajo esa superficie siempre existe reactivo
no gastado, se agita moderadamente la
probeta, teniendo cuidado de que la
superficie pulida no se raye.
Inmediatamente después de la inmersión,
se puede observar que la superficie pulida
se pone mas o menos mate. Esto indica que
el ataque progresa y , con alguna practica,
la observación del aspecto que va tomando
dicha superficie indica cuando debe
suspenderse la operación.
Cuando el tiempo transcurrido en el ataque
se considera suficiente, se retira la probeta
del reactivo, y rápidamente se le introduce
en un chorro de agua caliente. De esta
manera se detiene inmediatamente la
acción del reactivo y se elimina toda traza
del mismo en la superficie de la probeta.
Seguidamente se lava con alcohol etílico,
para quitar las gotitas de agua y, después,
se seca en un chorro de aire caliente,
quedando lista para su examen
microscópico. Puede ser necesario volver a
atacar si las imágenes no son nítidas.
TIEMPO DE ATAQUE
El tiempo de ataque es factor que sigue
directamente importancia a la elección
adecuada del reactivo. El aspecto visual de
una estructura atacada o la calidad de una
fotomicrografía de ella, dependen en gran
manera de la precisión con los detalles más
delicados hayan sido puestos de manifiesto
por el ataque, y ello a su vez depende
fundamentalmente del tiempo de ataque.

Según el metal atacado y el reactivo
empleado, los tiempos de ataque pueden
oscilar entre pocos segundos y 30 o más
minutos.
Muchos reactivos tienen una composición
que asegura baja actividad y largos tiempos
de ataque, con el fin de que se pueden
controlar bien esos tiempos
El sobreataque es tan indacuado como el
ataque escaso, el sobreataque puede
ocultar muchos detalles finos y ensanchar
los límites de grano logrando una imagen no
verdadera.
Cuando la probeta esta sobreatacada
siempre es necesario volver a pulirla sobre
el disco final y, luego, volver a repetir el
ataque durante un tiempo más corto.
ATAQUE ELECTROLÍTICO
Es de particular utilidad para poner de
manifiesto la estructura en materiales tales
como las aleaciones para termopares,
metales fuertemente deformados en frío,
aleaciones resistentes a la corrosión y al
calor y aleaciones que presentan pasividad
superficial durante los ataques usuales.
El ataque electrolítico consiste en hacer
pasar un corriente continua, que varia desde
una fracción de amperio a varios amperios
de intensidad, a través de una celda
electrolítica, que contiene el electrolito
apropiado y en la que la probeta es el
ánodo, siendo el cátodo de algún material
insoluble como platino o grafito.
La elección de electrolito depende del metal
o aleación que ha de atacarse y de los
constituyentes de estructura que el ataque
hay de poner de manifiesto.
OTROS PROCEDIMIENTOS DE
ATAQUE
Pulido en relieve: Se emplean con éxito
cuando se sabe que la aleación contiene
constituyentes relativamente duros y
blandos. Mediante técnicas adecuadas de
pulido a mano y empelando un abrasivo
suspendido en alguna solución ácida
diluida, es posible provocar una abrasión
más rápida del constituyente más blando,
quedando en relieve la fase más dura al
concluirse la operación.
CLASIFICACION DE LOS ACEROS
De todas las formas para clasificar los
aceros, tal vez la que más se emplea y
sobre todo las más clara, es la norma
SAE ya que solo emplea cuatro digitos
para identificar los aceros: Los dos
primeros indican el tipo de acero y los
dos ultimos expresan el contenido de
carbono del acero, multiplicando por 100.
Tipo SAE Nombre
10XX Aceros al carbón
23XX Acero al Mn
25XX Acero al Ni
31XX Acero al Ni-Cr
40XX Acero al Mo
41XX Acero al Cr-Mo
43XX Acero al Cr-Ni-Mo
46XX Acero al Ni-Mo
51XX Acero al Cr
61XX Acero al Cr-V
86XX Acero al Ni-Cr-Mo
92XX Acero al Mn-Si
93XX Acero al Ni-Cr-Mo
Tabla. Clasificación de los aceros
Los aceros al carbón se clasifican en:
Bajo Carbono de 0.023 al 0.25 % de C
Mediano Carbono 0.25 al 0.55 % de C
Alto Carbono de 0.55 hasta 2.1% de C
Fundiciones arriba del 2.1% de C
REFERENCIAS
Kehl, George; Fundamentos de la practica
metalográfica.

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