Practica Numero 1
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1 Práctica No. 1 1. Nombre: Metalografía y Materialografia. 2. Objetivo: A) Identificar la microestructura de los materiales y conocer las técnicas que se utilizan. B) Recordar los fundamentos de la estructura cristalina metálica, naturaleza y propiedades que pueden ser ya justificadas, y avanzar en la identificación de los diferentes cristales, monocristales, que componen la estructura cristalina. 3. Equipo y material utilizado. (Relacionar los equipos y materiales disponibles en la Sección de Metalografía y Materiolografia del laboratorio de Ingeniería M ecánica). Video de la práctica Metalografía y Materialografia. 4. Marco teórico: 4.1.- Fundamentos de la Metalografía y Materialografia. Un material metálico examinado al nivel de Microscopía óptica o electrónica, menor de 5000 aumentos, no es un medio continuo sino un ensamblado de compuestos químicos, de tipo iónico, y fases, soluciones sólidas metálicas, que se asemeja a un empedrado rústico. Puede definirse la Metalografía como la técnica que revela la organización en el espacio de fases y compuestos que conforman un material metálico. De igual manera, puede definirse la Materialografia cuando se aplica a cualquier material. A partir de su propia definición, la metalografía puede resolver: a) Los diversos compuestos y fases. b) Las diferentes formas y tamaños que adoptan en la estructura. c) Las diversas configuraciones entre las f ases y compuestos.
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es una practica de propiedades de los materiales que es muy utilizada en los laboratorios de ingenieria
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Praacutectica No 1
1 Nombre
Metalografiacutea y Materialografia
2 Objetivo
A) Identificar la microestructura de los materiales y conocer las teacutecnicas que se
utilizan
B) Recordar los fundamentos de la estructura cristalina metaacutelica naturaleza y
propiedades que pueden ser ya justificadas y avanzar en la identificacioacuten de
los diferentes cristales monocristales que componen la estructura cristalina
3 Equipo y material utilizado
(Relacionar los equipos y materiales disponibles en la Seccioacuten de Metalografiacutea
y Materiolografia del laboratorio de Ingenieriacutea Mecaacutenica)
Video de la praacutectica Metalografiacutea y Materialografia
4 Marco teoacuterico
41- Fundamentos de la Metalografiacutea y Materialografia
Un material metaacutelico examinado al nivel de Microscopiacutea oacuteptica o electroacutenica
menor de 5000 aumentos no es un medio continuo sino un ensamblado de
compuestos quiacutemicos de tipo ioacutenico y fases soluciones soacutelidas metaacutelicas que
se asemeja a un empedrado ruacutestico
Puede definirse la Metalografiacutea como la teacutecnica que revela la organizacioacuten en
el espacio de fases y compuestos que conforman un material metaacutelico
De igual manera puede definirse la Materialografia cuando se aplica a
cualquier material
A partir de su propia definicioacuten la metalografiacutea puede resolver
a) Los diversos compuestos y fases
b) Las diferentes formas y tamantildeos que adoptan en la estructura
c) Las diversas configuraciones entre las fases y compuestos
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El campo de aplicacioacuten de la metalografiacutea y materialografiacutea es ampliacutesimo No
soacutelo es herramienta baacutesica requerida para la caracterizacioacuten de los metales y
aleaciones sino tambieacuten lo es para materiales compuestos de matriz metaacutelica o
de fibras metaacutelicas asiacute como en los materiales ceraacutemicos y materiales
compuestos
42- Anaacutelisis de la teacutecnica metalografica
Los ensayos metalograacuteficos requieren la ejecucioacuten de las etapas siguientes
1) Seleccioacuten de la muestra
2) Preparacioacuten de las probetas
3) Observacioacuten de las probetas
4) Tratamiento de la informacioacuten
Figura No A Cortadora de probetas
1) Seleccioacuten de la muestra- Contempla tanto su dimensionamiento como la
ubicacioacuten de las probetas y es funcioacuten del objetivo de la investigacioacuten o control
de calidad
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La muestra escogida debe satisfacer las condiciones de amplitud y
representatividad estadiacutestica maacutes cuando la dimensioacuten de la probeta unitaria
se reduce a unos pocos miliacutemetros
Si corresponde a un control rutinario la seleccioacuten es por meacutetodos aleatorios Sipor el contrario se investiga la causa de un fallo la probeta debe ser tan
proacutexima como se pueda a su hipoteacutetico origen La probeta puede tener
cualquier forma y dimensiones equivalentes a un paralelepiacutepedo de 5 a 15 mm
de lado (75 mm2 de aacuterea a investigar)
La extraccioacuten de la probeta desde la pieza o producto a ensayar se realiza
mediante corte manual o con equipo especializado cortadora de probetas
figura A En cualquier caso debe evitarse cualquier posible calentamiento puespodriacutea modificar el estado del material a ensayar Las razones de esta
alteracioacuten por flujo teacutermico se expondraacuten mas adelante y se entenderaacuten las
razones Para evitarlo se emplean equipos de precisioacuten figura B
Figura No B Equipo de corte de precisioacuten
2) Preparacioacuten de las probetas La etapa de preparacioacuten de la probeta
corresponde a un proceso de trabajo ejecutado sobre la misma que ha de
permitir la observacioacuten de las peculiaridades de la estructura investigada por
medio del microscopio Existen dos modos principales de preparacioacuten
1) por viacutea mecaacutenica figura C
2) por viacutea electroliacutetica
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En ambos casos puede requerirse el montaje de la probeta metaacutelica sobre un
soporte plaacutestico (generalmente baquelita) conseguido por proceso de
embuticioacuten a baja temperatura en una prensa hidraacuteulica
3) Observacioacuten de las probetas La etapa de observacioacuten de las probetascorresponde al anaacutelisis propiamente dicho de la imagen observada bien en el
microscopio metaluacutergico o bien en el microscopio electroacutenico de barrido
a) b)
Figura C a) Equipo de desbaste con disco abrasivo b) Equipo de pulido semiau tomaacutetico con abrasivos
31) El microcopio metaluacutergico
En comparacioacuten con uno de tipo bioloacutegico (el tradicional que recordamos de
nuestras clase de biologiacutea) el microscopio empleado habitualmente para
materiales difiere en la manera en que la muestra es iluminada Como una
muestra metalografica es opaca a la luz la misma debe ser iluminada por luzreflejada Como se observa en la figura D un haz de luz horizontal de alguna
fuente de luz es reflejado por medio de un reflector de vidrio plano hacia abajo
a traveacutes del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra Un poco
de esta luz incidente reflejada desde la superficie de la muestra se amplificaraacute
al pasar a traveacutes del sistema inferior de lentes el objetivo y continuaraacute hacia
arriba a traveacutes del reflector de vidrio plano luego una vez maacutes lo amplificaraacute el
sistema superior de lentes el ocular
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Figura D- Microscopio metaluacutergico con el trazado del haz luminoso a traveacutes del sistema oacuteptico
Aumentos Se denomina aumento del microscopio Am a la relacioacuten sobre el
tamantildeo de la imagen y el del objetivo
D1 = distancia entre el ocular y la pantalla de proteccioacuten
D2 = distancia entre el ocular y objetivo
M1 = aumento propio del ocular
M2 = aumento propio del objetivo
La amplificacioacuten total es funcioacuten del producto de los aumentos del ocular y del
objetivo
2Mtimes1Mtimes2D
1D= Am hellip ec 1
Poder de resolucioacuten Se define como la capacidad de un objetivo para
producir imaacutegenes separadas y distintas de dos detalles del objeto muy
proacuteximos Es funcioacuten directa de la longitud de onda lamda (+) de la luz
incidente e inversa del iacutendice de refraccioacuten del medio n y del aacutengulo de
semiabertura de la lente objetivo u El poder de resolucioacuten queda cuantificado
por medio de la distancia miacutenima d entre dos detalles que son observados oresueltos por el microscopio Para este caso se cumple la expresioacuten
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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El campo de aplicacioacuten de la metalografiacutea y materialografiacutea es ampliacutesimo No
soacutelo es herramienta baacutesica requerida para la caracterizacioacuten de los metales y
aleaciones sino tambieacuten lo es para materiales compuestos de matriz metaacutelica o
de fibras metaacutelicas asiacute como en los materiales ceraacutemicos y materiales
compuestos
42- Anaacutelisis de la teacutecnica metalografica
Los ensayos metalograacuteficos requieren la ejecucioacuten de las etapas siguientes
1) Seleccioacuten de la muestra
2) Preparacioacuten de las probetas
3) Observacioacuten de las probetas
4) Tratamiento de la informacioacuten
Figura No A Cortadora de probetas
1) Seleccioacuten de la muestra- Contempla tanto su dimensionamiento como la
ubicacioacuten de las probetas y es funcioacuten del objetivo de la investigacioacuten o control
de calidad
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La muestra escogida debe satisfacer las condiciones de amplitud y
representatividad estadiacutestica maacutes cuando la dimensioacuten de la probeta unitaria
se reduce a unos pocos miliacutemetros
Si corresponde a un control rutinario la seleccioacuten es por meacutetodos aleatorios Sipor el contrario se investiga la causa de un fallo la probeta debe ser tan
proacutexima como se pueda a su hipoteacutetico origen La probeta puede tener
cualquier forma y dimensiones equivalentes a un paralelepiacutepedo de 5 a 15 mm
de lado (75 mm2 de aacuterea a investigar)
La extraccioacuten de la probeta desde la pieza o producto a ensayar se realiza
mediante corte manual o con equipo especializado cortadora de probetas
figura A En cualquier caso debe evitarse cualquier posible calentamiento puespodriacutea modificar el estado del material a ensayar Las razones de esta
alteracioacuten por flujo teacutermico se expondraacuten mas adelante y se entenderaacuten las
razones Para evitarlo se emplean equipos de precisioacuten figura B
Figura No B Equipo de corte de precisioacuten
2) Preparacioacuten de las probetas La etapa de preparacioacuten de la probeta
corresponde a un proceso de trabajo ejecutado sobre la misma que ha de
permitir la observacioacuten de las peculiaridades de la estructura investigada por
medio del microscopio Existen dos modos principales de preparacioacuten
1) por viacutea mecaacutenica figura C
2) por viacutea electroliacutetica
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En ambos casos puede requerirse el montaje de la probeta metaacutelica sobre un
soporte plaacutestico (generalmente baquelita) conseguido por proceso de
embuticioacuten a baja temperatura en una prensa hidraacuteulica
3) Observacioacuten de las probetas La etapa de observacioacuten de las probetascorresponde al anaacutelisis propiamente dicho de la imagen observada bien en el
microscopio metaluacutergico o bien en el microscopio electroacutenico de barrido
a) b)
Figura C a) Equipo de desbaste con disco abrasivo b) Equipo de pulido semiau tomaacutetico con abrasivos
31) El microcopio metaluacutergico
En comparacioacuten con uno de tipo bioloacutegico (el tradicional que recordamos de
nuestras clase de biologiacutea) el microscopio empleado habitualmente para
materiales difiere en la manera en que la muestra es iluminada Como una
muestra metalografica es opaca a la luz la misma debe ser iluminada por luzreflejada Como se observa en la figura D un haz de luz horizontal de alguna
fuente de luz es reflejado por medio de un reflector de vidrio plano hacia abajo
a traveacutes del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra Un poco
de esta luz incidente reflejada desde la superficie de la muestra se amplificaraacute
al pasar a traveacutes del sistema inferior de lentes el objetivo y continuaraacute hacia
arriba a traveacutes del reflector de vidrio plano luego una vez maacutes lo amplificaraacute el
sistema superior de lentes el ocular
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Figura D- Microscopio metaluacutergico con el trazado del haz luminoso a traveacutes del sistema oacuteptico
Aumentos Se denomina aumento del microscopio Am a la relacioacuten sobre el
tamantildeo de la imagen y el del objetivo
D1 = distancia entre el ocular y la pantalla de proteccioacuten
D2 = distancia entre el ocular y objetivo
M1 = aumento propio del ocular
M2 = aumento propio del objetivo
La amplificacioacuten total es funcioacuten del producto de los aumentos del ocular y del
objetivo
2Mtimes1Mtimes2D
1D= Am hellip ec 1
Poder de resolucioacuten Se define como la capacidad de un objetivo para
producir imaacutegenes separadas y distintas de dos detalles del objeto muy
proacuteximos Es funcioacuten directa de la longitud de onda lamda (+) de la luz
incidente e inversa del iacutendice de refraccioacuten del medio n y del aacutengulo de
semiabertura de la lente objetivo u El poder de resolucioacuten queda cuantificado
por medio de la distancia miacutenima d entre dos detalles que son observados oresueltos por el microscopio Para este caso se cumple la expresioacuten
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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8
proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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9
2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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10
Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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11
Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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13
Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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14
con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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16
5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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3
La muestra escogida debe satisfacer las condiciones de amplitud y
representatividad estadiacutestica maacutes cuando la dimensioacuten de la probeta unitaria
se reduce a unos pocos miliacutemetros
Si corresponde a un control rutinario la seleccioacuten es por meacutetodos aleatorios Sipor el contrario se investiga la causa de un fallo la probeta debe ser tan
proacutexima como se pueda a su hipoteacutetico origen La probeta puede tener
cualquier forma y dimensiones equivalentes a un paralelepiacutepedo de 5 a 15 mm
de lado (75 mm2 de aacuterea a investigar)
La extraccioacuten de la probeta desde la pieza o producto a ensayar se realiza
mediante corte manual o con equipo especializado cortadora de probetas
figura A En cualquier caso debe evitarse cualquier posible calentamiento puespodriacutea modificar el estado del material a ensayar Las razones de esta
alteracioacuten por flujo teacutermico se expondraacuten mas adelante y se entenderaacuten las
razones Para evitarlo se emplean equipos de precisioacuten figura B
Figura No B Equipo de corte de precisioacuten
2) Preparacioacuten de las probetas La etapa de preparacioacuten de la probeta
corresponde a un proceso de trabajo ejecutado sobre la misma que ha de
permitir la observacioacuten de las peculiaridades de la estructura investigada por
medio del microscopio Existen dos modos principales de preparacioacuten
1) por viacutea mecaacutenica figura C
2) por viacutea electroliacutetica
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4
En ambos casos puede requerirse el montaje de la probeta metaacutelica sobre un
soporte plaacutestico (generalmente baquelita) conseguido por proceso de
embuticioacuten a baja temperatura en una prensa hidraacuteulica
3) Observacioacuten de las probetas La etapa de observacioacuten de las probetascorresponde al anaacutelisis propiamente dicho de la imagen observada bien en el
microscopio metaluacutergico o bien en el microscopio electroacutenico de barrido
a) b)
Figura C a) Equipo de desbaste con disco abrasivo b) Equipo de pulido semiau tomaacutetico con abrasivos
31) El microcopio metaluacutergico
En comparacioacuten con uno de tipo bioloacutegico (el tradicional que recordamos de
nuestras clase de biologiacutea) el microscopio empleado habitualmente para
materiales difiere en la manera en que la muestra es iluminada Como una
muestra metalografica es opaca a la luz la misma debe ser iluminada por luzreflejada Como se observa en la figura D un haz de luz horizontal de alguna
fuente de luz es reflejado por medio de un reflector de vidrio plano hacia abajo
a traveacutes del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra Un poco
de esta luz incidente reflejada desde la superficie de la muestra se amplificaraacute
al pasar a traveacutes del sistema inferior de lentes el objetivo y continuaraacute hacia
arriba a traveacutes del reflector de vidrio plano luego una vez maacutes lo amplificaraacute el
sistema superior de lentes el ocular
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5
Figura D- Microscopio metaluacutergico con el trazado del haz luminoso a traveacutes del sistema oacuteptico
Aumentos Se denomina aumento del microscopio Am a la relacioacuten sobre el
tamantildeo de la imagen y el del objetivo
D1 = distancia entre el ocular y la pantalla de proteccioacuten
D2 = distancia entre el ocular y objetivo
M1 = aumento propio del ocular
M2 = aumento propio del objetivo
La amplificacioacuten total es funcioacuten del producto de los aumentos del ocular y del
objetivo
2Mtimes1Mtimes2D
1D= Am hellip ec 1
Poder de resolucioacuten Se define como la capacidad de un objetivo para
producir imaacutegenes separadas y distintas de dos detalles del objeto muy
proacuteximos Es funcioacuten directa de la longitud de onda lamda (+) de la luz
incidente e inversa del iacutendice de refraccioacuten del medio n y del aacutengulo de
semiabertura de la lente objetivo u El poder de resolucioacuten queda cuantificado
por medio de la distancia miacutenima d entre dos detalles que son observados oresueltos por el microscopio Para este caso se cumple la expresioacuten
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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En ambos casos puede requerirse el montaje de la probeta metaacutelica sobre un
soporte plaacutestico (generalmente baquelita) conseguido por proceso de
embuticioacuten a baja temperatura en una prensa hidraacuteulica
3) Observacioacuten de las probetas La etapa de observacioacuten de las probetascorresponde al anaacutelisis propiamente dicho de la imagen observada bien en el
microscopio metaluacutergico o bien en el microscopio electroacutenico de barrido
a) b)
Figura C a) Equipo de desbaste con disco abrasivo b) Equipo de pulido semiau tomaacutetico con abrasivos
31) El microcopio metaluacutergico
En comparacioacuten con uno de tipo bioloacutegico (el tradicional que recordamos de
nuestras clase de biologiacutea) el microscopio empleado habitualmente para
materiales difiere en la manera en que la muestra es iluminada Como una
muestra metalografica es opaca a la luz la misma debe ser iluminada por luzreflejada Como se observa en la figura D un haz de luz horizontal de alguna
fuente de luz es reflejado por medio de un reflector de vidrio plano hacia abajo
a traveacutes del objetivo del microscopio sobre la superficie de la muestra Un poco
de esta luz incidente reflejada desde la superficie de la muestra se amplificaraacute
al pasar a traveacutes del sistema inferior de lentes el objetivo y continuaraacute hacia
arriba a traveacutes del reflector de vidrio plano luego una vez maacutes lo amplificaraacute el
sistema superior de lentes el ocular
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Figura D- Microscopio metaluacutergico con el trazado del haz luminoso a traveacutes del sistema oacuteptico
Aumentos Se denomina aumento del microscopio Am a la relacioacuten sobre el
tamantildeo de la imagen y el del objetivo
D1 = distancia entre el ocular y la pantalla de proteccioacuten
D2 = distancia entre el ocular y objetivo
M1 = aumento propio del ocular
M2 = aumento propio del objetivo
La amplificacioacuten total es funcioacuten del producto de los aumentos del ocular y del
objetivo
2Mtimes1Mtimes2D
1D= Am hellip ec 1
Poder de resolucioacuten Se define como la capacidad de un objetivo para
producir imaacutegenes separadas y distintas de dos detalles del objeto muy
proacuteximos Es funcioacuten directa de la longitud de onda lamda (+) de la luz
incidente e inversa del iacutendice de refraccioacuten del medio n y del aacutengulo de
semiabertura de la lente objetivo u El poder de resolucioacuten queda cuantificado
por medio de la distancia miacutenima d entre dos detalles que son observados oresueltos por el microscopio Para este caso se cumple la expresioacuten
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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8
proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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9
2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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10
Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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11
Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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Figura D- Microscopio metaluacutergico con el trazado del haz luminoso a traveacutes del sistema oacuteptico
Aumentos Se denomina aumento del microscopio Am a la relacioacuten sobre el
tamantildeo de la imagen y el del objetivo
D1 = distancia entre el ocular y la pantalla de proteccioacuten
D2 = distancia entre el ocular y objetivo
M1 = aumento propio del ocular
M2 = aumento propio del objetivo
La amplificacioacuten total es funcioacuten del producto de los aumentos del ocular y del
objetivo
2Mtimes1Mtimes2D
1D= Am hellip ec 1
Poder de resolucioacuten Se define como la capacidad de un objetivo para
producir imaacutegenes separadas y distintas de dos detalles del objeto muy
proacuteximos Es funcioacuten directa de la longitud de onda lamda (+) de la luz
incidente e inversa del iacutendice de refraccioacuten del medio n y del aacutengulo de
semiabertura de la lente objetivo u El poder de resolucioacuten queda cuantificado
por medio de la distancia miacutenima d entre dos detalles que son observados oresueltos por el microscopio Para este caso se cumple la expresioacuten
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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9
2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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10
Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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11
Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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12
distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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13
Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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utimesntimes2
B=d hellip ec 2
en donde las unidades de d son las mismas que las de + Aacutengstrom
1 Aacutengstrom = 10-10 m
Se deduce que podemos ganar en resolucioacuten soacutelo por la inmersioacuten de la
muestra en liacutequidos de mayor iacutendice de refraccioacuten n que el aire pues no nos
es posible iluminar con mayores + que ademaacutes sean perceptibles por el ojo
humano
No obstante en la microscopiacutea oacuteptica suele emplearse distintos tipos de
iluminacioacuten que la luz blanca pues si bien no aportan mayor resolucioacuten si
permiten facilitar la separacioacuten de los incidentes observables Los tipos de
iluminacioacuten pueden ser
1) Campo oscuro
2) Luz polarizada
3) Teacutecnica de Nomarsky
Por uacuteltimo el poder de resolucioacuten del microscopio puede quedar limitado por el
propio poder de resolucioacuten del ojo del observador (defectos visuales) d0 que
podemos fijar como media de 015 mm En efecto el poder de resolucioacuten del
ojo d0 y la maacutexima amplificacioacuten Am del microscopio limita el poder de
resolucioacuten d hasta el valor definido por la expresioacuten
Am150
=d hellip ec 3
Donde d se expresa en miliacutemetros (mm)
Profundidad de campo (e)- Tambieacuten denominada penetracioacuten o resolucioacuten
vertical del objetivo es la capacidad de dar imaacutegenes niacutetidamente enfocadas
cuando la superficie del objeto no es completamente plana La profundidad de
campo es inversamente proporcional a los aumentos propios del objetivo M2
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7
al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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8
proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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11
Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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al iacutendice de refraccioacuten n del medio y al aacutengulo de semiabertura del objetivo u
es decir
)
utimesntimes2M
1(f =e helliphelliphelliphelliphellip ec 4
En la ecuacioacuten 4 f( ) se debe leer como ldquofuncioacuten de ldquo
32) Microscopio electroacutenico de barrido (MEB)
Hemos visto en el microscopio metaluacutergico las variables del poder de
resolucioacuten Para casos extremos del campo usual n = 19 + = 4000 Aring y u =
72ordm llegamos a un poder de resolucioacuten maacuteximo del orden de 015 micras quese pueden obtener con microscopio metaluacutergico
Con el microscopio electroacutenico se puede aumentar el poder de resolucioacuten
utilizando la onda asociada al haz corpuscular homocineacutetico producido por los
electrones acelerados en un campo eleacutectrico La longitud de onda es
vtimesm
h
=B hellipec 5
Siendo h = la constante de Planck
m = La masa del electroacuten
v = su velocidad
El valor de + variacutea con el voltaje de aceleracioacuten electroacutenica aplicada Para una
voltaje de 50 KV este valor es de 0055 Aring (Aring= aacutengstrom) para una tensioacuten de
100 KV es de 00387 Aring y cuando la tensioacuten es de 106 voltios caso
excepcional
+ = 00123 Aring
El poder de resolucioacuten viene limitado sin embargo por el pequentildeo valor de la
abertura del microscopio impuesto por las aberraciones de las lentes
electroacutenicas Puede alcanzar actualmente 5 Aring e incluso 3 Aring Esta deacutebil abertura
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8
proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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9
2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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10
Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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11
Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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proporciona al microscopio electroacutenico una gran profundidad de campo que es
otra de sus ventajas frente al oacuteptico
En el microscopio de barrido usado en metalografiacutea la imagen es
reconstruida punto por punto sobre la pantalla de un osciloacutegrafo catoacutedicomientras el objeto es barrido sincroacutenicamente por una sonda electroacutenica fina
con un diaacutemetro entre los 1000 Aring y 100 Aring El brillo de la imagen del osciloacutegrafo
viene graduado por una sentildeal constituida generalmente por electrones
secundarios y retrodispersados En la figura E se observa la similitud funcional
entre los microscopios metaluacutergico y electroacutenico
Figura E Esquema del microscopio electroacutenico y metaluacutergico
4) Tratamiento de la informacioacuten
Anaacutelisis de la microestructura
Se analizan las diversas variables que componen la microestructura de un
material observada al microscopio al teacutermino de la preparacioacuten metalografica
Principalmente lo que podemos observar en una microestructura es lo
siguiente
1 Precipitados
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2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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2 Monocristales o granos en estos podemos determinar su forma y
dimensioacuten las fases presentes y su orientacioacuten cristalina
1- Precipitados
En las figuras (fotografiacuteas) siguientes 14 a 24 se muestra el aspecto
observado en diferentes materiales empleando diferentes ataques quiacutemicos
asiacute como la observacioacuten mediante diversas teacutecnicas de iluminacioacuten
Estas fotografiacuteas se presentan con el uacutenico propoacutesito de familiarizarte con el
ambiente de trabajo que corresponde a la practica No1
Fig 1 Latoacuten 6535 solamente pulido Fig 2 Latoacuten 6535 atacado con dicromato
x100
Fig 3 Microestructura anterior del latoacuten 6535 Fig 4 Estructura de solidificacioacuten dendriacutetica
teacutecnica de interferometria de Nomarski X100 observada mediante microscopia electroacutenica
de barrido (MEB) x250
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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Fig5 Bronce al aluminio 90 10 laminado Fig 6 Detalle MEB de la estructura anterior x
1000 solamente pulido x100
Fig7 Microestructura del bronce 10 Al Fig 8 Detalle X400 de la microestructura
Ataque con dicromato X100 anterior
Fig9 Micrografiacutea anterior observada Fig 10 Micrografiacutea MEB del bronce al aluminio X750
mediante teacutecnica de Nomarski X400 Fase grano liso fase granos aciculares
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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Fig11 Detalle de los granos aciculares 90 Cu-10 Al X1500
Las fotografiacuteas anteriores obtenidas en el microscopio metaluacutergico (oacuteptico) de
probetas se muestran formas dispersas el cual parece constituir el materialmetaacutelico En el latoacuten figuras 1 2 y 3 los precipitados son de morfologiacutea
fundamentalmente esfeacuterica y con una dimensioacuten que oscila entre 4 y 25 micras
En el bronce al aluminio figuras 5 6 y 7 ademaacutes de los precipitados esfeacutericos
como los observados en el latoacuten encontramos precipitados de morfologiacutea lineal
tendiendo a una definida direccioacuten La dimensioacuten de los precipitados lineales
oscila desde 5 a 40 micras
Los precipitados son formas puntuales esfeacutericas alargadas o de otramorfologiacutea que se encuentran inmersas en el continuo de la probeta pulida
antes del ataque quiacutemico
Los reactivos de mayor uso se encuentran relacionados en el apeacutendice
No1 al final de este material
La naturaleza de estos precipitados es del tipo de compuestos quiacutemicos
inorgaacutenicos que muestran discontinuidades en los enlaces con el material de
naturaleza metaacutelica Esto parece desprenderse tanto de los hechos de que
sean observables sobre la probeta antes de atacar y que no son observables
praacutecticamente en las probetas despueacutes del ataque como es faacutecil comprobar en
las micrografiacuteas de las figuras 1 y 2 y las figuras 6 y 7
2- Monocristales o granos
La observacioacuten de la micrografiacutea del bronce al aluminio a 400 aumentos en
campo claro ( figura 8) demuestra que lo que podriacutea inferirse como unacontinuidad por observacioacuten visual es un ensamblado de figuras poligonales
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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distribuidas en dos zonas fuertemente diferenciadas por su color En el croquis
de la figura 12 se muestra un esquema de lo anterior
Fig12 Esquema de la estructura del bronce 9010 (90 Cu-10 Al)
En las figuras 9 y 10 se observa un conjunto de zonas continuas de forma
poligonal que cubre la totalidad de la superficie Sus unidades se denominan
granos y definen la estructura cristalina
Cada poliacutegono cerrado se conoce como grano y corresponde a una estructura
cristalina de una sola orientacioacuten monocristal
La forma de los granos
El bronce al aluminio esquematizado en la figura 11 muestra como unidad del
esquema figuras poligonales con conexiones quebradas y agudas y de formas
variadas Este tipo de grano se denomina equiaxial pues no existe ninguacuten eje
cristalino privilegiado en el crecimiento del monocristal
Por el contrario el latoacuten 65 Cu 35 Zn muestra un ensamblado deconfiguracioacuten distinta En el croquis de la figura 12 se realiza un esquema de la
microestructura observada en este material bien por microscopiacutea oacuteptica o
electroacutenica
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
7172019 Practica Numero 1
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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16
5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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Figura 13 Esquema de la microestructura del latoacuten 6535
Estos granos son denominados dendriacuteticos por cuanto muestran acusado
alargamiento del grano en una direccioacuten definida y formas redondeadas
semejante a racimos de uva
Tambieacuten podemos observar que este tipo de grano esta rodeado por un borde
mucho maacutes definido maacutes grueso que en la estructuras equiaxial lo que puede
percibirse con mayor claridad en el detalle de las dendritas del microscopio
electroacutenico a 1000X figura 11Existen dos formas muy diferenciadas de formas de granos
A) de contornos poligonales equiaxiales y
B) de contornos esfeacutericos en forma de racimos dendritas
El tamantildeo de los granos
Usamos las micrografiacuteas obtenidas por el microscopio electroacutenico de barrido
(MEB) pues aparece perceptible la escala en micras junto a la fotografiacutea En el
caso del bronce al aluminio la fase clara queda definida por dimensiones
desde 10 a 20 micras mientras que la fase oscura es maacutes variable pudiendo
encontrar valores desde 5 hasta 40 micras
Por su parte analizando los granos dendriacuteticos del latoacuten tambieacuten en la
micrografiacutea MEB a 250X figura 10 observamos que son mucho maacutes grandes
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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con anchos que alcanzan como miacutenimo las 40 micras y largos miacutenimos de 160
micras
Es evidente que el tamantildeo de las dendritas tambieacuten las distingue plenamente
de los granos equiaxiales y que cada tipo de grano puede cuantificarse
Fases
En la micrografiacutea del bronce al aluminio en campo claro queda perfectamente
diferenciada la fase granos claros de la fase A granos oscuros Estas
diferencias tambieacuten se encuentran auacuten con maacutes contraste utilizando teacutecnicas
Nomarski o de relieve donde la fase toma el color amarillo y la fase A
aparece con tonalidad azul figura 9
Aparecen los granos fuertemente diferenciados bien por el color yo por la
forma pues corresponden a fases distintas
La diferenciacioacuten de las fases de una aleacioacuten puede hacerse por sus
tonalidades Pero tambieacuten por la textura interna la que queda maacutes realzada en
la observacioacuten mediante microscopiacutea electroacutenica figura 10 que distingue
claramente los granos A textura rayada de los granos de textura maacutes lisa
Siacutentesis de la microestructura cristalina
La microestructura cristalina de los materiales metaacutelicos estaacute conformada
esencialmente por
A) Monocristales- granos ensamblados a traveacutes de los bordes que se
denominan bordes de grano Las formas de los monocristales sonfundamentalmente
1- Dendritas o granos redondeados arborescentes figura 2
2- Equiaxiales o de formas poligonales con fronteras rectiliacuteneas figura 20
Desde el punto de vista de la calidad los monocristales pueden corresponder a
diferentes estructuras cristalinas y composiciones quiacutemicas lo que se pone de
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manifiesto por los colores intensidades de gris de las micrografiacuteas de las
figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
En el punto 5 de esta practica Ustedes (integrantes del Equipo de trabajo)
van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
6- Conclusiones
En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
3ordm Con respecto al equipo utilizado es adecuado no lo es etc
4ordm Con respecto al Laboratorio utilizado es funcional no lo es etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aluminio y sus aleaciones(continuacion)
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Apendice No 1- Reactivos de ataque para hierro aceros y hierroscolados (continuacion)
Apendice No 1- Reactivos de ataque para aleaciones diversas(continuacion)
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figuras 16 y 22 obtenidas con teacutecnicas de contraste interferencial
B) Fases cristalinas de morfologiacutea especial que se ubican bien en lugares
intergranulares o bien en el interior de los monocristales
C) Precipitados de enlace ioacutenico sulfuros fosfuros que quedan distribuidos en
el interior de los monocristales sin ligazoacuten con ellos y que poseen formas
alargadas redondeadas figura 14
D) Bordes de grano que efectuacutean la unioacuten entre las estructuras monocristalinas
de igual o diferentes fases figura 14
Figura 14 Esquema resumen de una micrografiacutea
En la figura 28 se esquematiza una micrografiacutea que representa una siacutentesis de
diferentes monocristales que podemos encontrar en el anaacutelisis microestructural
de materiales asiacute como precipitados con diferentes morfologiacuteas dispuestos en
distintas posiciones
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5- Desarrollo de la praacutectica
Procedimiento
etc
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van a disentildear el ldquoDesarrollo de la praacutecticardquo de acuerdo al estudio del
Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
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En este capitulo el maestro espera su mejor esfuerzo para valorar a
traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
1ordm Con respecto al logro de los objetivos de la practica se cumplieron
totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
2ordm Con respecto al desarrollo de la praacutectica fue suficiente la informacioacuten
recibida estuvo confusa estuvo clara etc
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Apeacutendice No 1- Reactivos de ataque para cobre y sus aleaciones
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Objetivo de la practica y el Marco Teoacuterico de la practica No 1
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traveacutes de su respuesta su cambio de conducta Sus conclusiones puede
dividirlas en
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totalmente parcialmente cuales no ninguno etc
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recibida estuvo confusa estuvo clara etc
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