F a c u l t a d d e Q u m i c a

D e p a r t a m e n t o d e

I n g e n i e r a M e t a l r g i c a

L a b o r a t o r i o d e A n l i s i s

d e F a l l a s

RAMD

La metalografa es la parte de la metalurgia que estudia

las caractersticas estructurales o de constitucin de los

metales y aleaciones, para relacionarlas con las

propiedades fsicas, mecnicas y qumicas de los

mismos.

Caracterizacin Metalogrfica de una Pieza de Acero

Resumen

El anlisis metalogrfico o metalografa es el estudio de la microestructura de los materiales, lo

cual nos permite determinar si el material ha sido procesado de manera correcta, siendo as una

etapa crtica en la determinacin de la confiabilidad de un producto o bien en la determinacin de

las causas de las fallas. Los informes de resultados constan de una interpretacin microestructural,

el tamao de grano y un anlisis de fases.

La metalografa es la parte de la metalurgia que estudia las caractersticas estructurales o de constitucin de los metales y aleaciones, para relacionarlas con las propiedades fsicas, mecnicas y qumicas de los mismos. La importancia del examen metalogrfico radica en que, aunque con ciertas limitaciones, es capaz de revelar la historia del tratamiento mecnico y trmico que ha sufrido el material. A travs de este estudio se pueden determinar caractersticas como el tamao de grano, distribucin de las fases que componen la aleacin, inclusiones no metlicas como sopladuras, micro cavidades de contraccin, escorias, etc., que pueden modificar las propiedades mecnicas del metal. En general a partir de un examen metalogrfico bien practicado es posible obtener un diagnstico y/o un pronstico. El examen metalogrfico puede realizarse antes de que la pieza sea destinada a un fin, a los efectos de prevenir inconvenientes durante su funcionamiento, o bien puede ser practicado sobre piezas que han fallado en su servicio, es decir, piezas que se han deformado, roto o gastado. En este caso la finalidad del examen es la determinacin de la causa que produjo la anormalidad. Bsicamente, el procedimiento que se realiza en un ensayo metalogrfico incluye la extraccin, preparacin y ataque qumico de la muestra, para terminar en la observacin microscpica. Si bien la fase ms importante de la metalografa es la observacin microscpica, la experiencia demuestra que poco se puede hacer si alguna de las operaciones previas se realiza deficientemente.

Pieza

Metodologa

1. Se desbastaron tres caras de la pieza, con una lija tamao de grano 100 hasta una lija de

tamao de grano 1200, posteriormente se pulieron las caras.

2. Se capturaron fotografas cercanas al punto de fractura con un aumento de 100X y 400X.

Resultados

100X

Figura 1.- Ferrita y Perlita (lado 1)

Figura 2.- Cementita (lado 3)

400X

Figura 3.- Ferrita. Se observa una

posible inclusin de sulfuro (lado2)

Figura 4.-Ferrita y Perlita (lado 2)

Figura 5.- Cementita y Perlita

(lado 3)

Figura 6.- Ferrita y Perlita (lado 1)

Anlisis de Resultados

Primeramente se consigue hallar por las imgenes en 100X que la estructura no es homognea, sin

embargo a bajos aumentos el criterio es ms grueso, y menos fino, a un aumento de 400X se

constata el mismo hecho, la estructura no es homognea en las tres direcciones del material; con

la excepcin de no ser homognea la microestructura, se puede notar que la proporcin de ferrita

es la que se encuentra en una mayor proporcin.

De la figura 3, en la parte inferior derecha est lo que parece ser una inclusin, por la forma que

posee y el tamao, se podra decir de manera temprana que es una inclusin de magnesio, podra

ser sulfuro de magnesio; de las seis imgenes tomadas es la nica que guarda una evidencia de

que la pieza pudo tener inclusiones de este tipo, esto nos indica el hecho de que las inclusiones no

son el factor principal por el que fall esta pieza.

A 100x es apreciable el tamao de grano, lo que nos deja que las figuras 1 y 3, el tamao de grano

parece ser el mismo, mientras que en la figura 2, el tamao de grano cambia drsticamente. El

elemento del tamao de grano se asocia desde el proceso de solidificacin de la aleacin, los

tratamientos trmicos son una buena herramienta para poder homogeneizar la estructura, de

igual forma se puede homogeneizar el tamao de grano, la estructura oscilante entre ferrita y

perlita segn la direccin, nos indica que la pieza no tuvo un tratamiento trmico.

Segn la forma de la pieza se puede considerar que fue una pieza lograda por un conformado

mecnico, debido a su dimensin en espesor, la fundicin de placas con ese espesor es poco

probable por esta va, lo que nos queda es un tratamiento de recocido, el cual es muy comn en la

fabricacin de placas.

Solo en 100x se puede aplicar la tcnica del campo oscuro, debido a la representatividad en la

distribucin de las fases en el material, se observa tanto en la figura 2 y 3 que la mayor

acumulacin de carburos se encuentra en las orillas de la imagen, lo cual es un posible indicio de

endurecimiento superficial, lo cual puede hacer fallar a un material tras una fractura por la

concentracin de esfuerzos en esta zona, debido a que en la figura 2 y 3 encontramos que los

carburos se concentran en las orillas, tras observar la figura 1, se encuentra que hay una mayor

distribucin de carburos en esta cara, la cual es la cara hacia donde se orientaba una mayor

concentracin de carburos.

Por ltimo la perlita que posee este material, tiene un tamao variable, con esto sabemos que en

caso de haber pasado por un tratamiento trmico, el tratamiento no fue adecuado.

Conclusiones

Falla por del material por propiedades microestructurales heterogneas.

Las inclusiones funcionaron como puntos de concentracin de esfuerzos.

El tratamiento trmico fall en esta pieza.