Acero SAE 1095 Tratado Térmicamente con Temple

Las siguiente serie de micrografías fueron tomadas a un acero SAE 1095 templado en agua. Los parámetros del tratamiento empleado fueron los siguientes. Temperatura de tratamiento 1650°F con temple en agua. Luego revenido por 2 horas a 1000 °F con temple en agua. Imágenes a 100 X y 200 X

Fractografía de Superficie de Aluminio Silicio

Imagenes de Superficie de Fractura en muestras de aluminio-silicio sometidas a fatiga bajo cargas de 30 y 50 N.

 

Superficie de Fractura de Aliminio Silicio bajo carga de 50 N

 

 

Fig. 1 Borde de la pieza. 10X



Fig. 2 Borde de la pieza. 10X



Fig. 3 Borde de la pieza. 10X

Fig. 4 Centro de la pieza. 10X

Fig. 5 Centro de la pieza. 10X

Fig. 6 Borde de la pieza. 10X

Fig. 7 Centro de la pieza. 10X

Fig. 8 Centro de la pieza. 30X

 

Superficie de Fractura de Aliminio Silicio bajo carga de 30 N



Fig. 1 Borde de la pieza. 10X

Fig. 2 Borde de la pieza. 10X

Fig. 3 Centro de la pieza. 10X

Fig. 4 Centro de la pieza. 10X

Fig. 5 Centro de la pieza. 10X

Fig. 6 Centro de la pieza. 10X

Fig. 7 Centro de la pieza. 30X

Fig. 8 Centro de la pieza. 30X

 



La fractografía es una Herramienta importante a la hora de realizar una investigación de falla en un material y es el que indica como fue la fractura, las cuales pueden ser frágiles, dúctiles, fatiga, descohesión o mezclas entre ellas. La fractografía permite descubrir donde se originó la grieta y como esta avanzó. también permite conocer si el avance causó o no deformación plástica. Se puede obtener mucha información de una superficie de fractura y esta información es vital cuando se analiza una falla.

Nota: Las imágenes que aquí se presentan son el resultado de un ensayo de fatiga en un laboratorio, es una falla provocada para observar el comportamiento bajo cargas muy pequeñas de fatiga de una aleación de aluminio en particular, las imágenes pueden ser utilizadas como referencia mas no como prueba contundente en una investigación de falla porque en los casos de falla las fracturas ocurren por muchas condiciones y si dos superficies de fractura son idénticas eso no quiere decir que fallaron por las mismas causas, se debe obtener suficiente evidencia para lograr descubrir el verdadero motivo por la cual el material fallo.

Laton 70-30 laminado, laminado y tratado témicamente 10 min a 400 ºC temple en Agua y Tuerca Tratada térmica mente 600 ºC 10 min y temple en agua

Fig. 1 Latón 70-30 en condición de laminado 100 X

Fig. 2 Latón 70-30 en condición de laminado 100 X

Fig. 3Tuerca 70-30 TT 600°C temple en agua, 100 X 

Fig. 4 Tuerca 70-30 TT 600°C temple en agua, 100 X

Fig. 5 Tuerca 70-30 TT 600°C temple en agua, 200 X

Fig. 6 Tuerca 70-30 TT 600°C temple en agua 100X

Fig. 7 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 100 X 

Fig. 8 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 100 X (2)

Fig. 9 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 100 X (3)

Fig. 10 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 200 X 

Fig. 11 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 200 X (2)

Fig. 12 Latón 70-30 400°C 10 min, temple en agua 200 X

Fig. 13 Latón 70-30 laminado 200 X

Fig. 14 Latón 70-30 laminado 200 X (2)

     La siguiente serie de fotos muestra una aleación Latón 70-30 en condición de laminado, laminado y tratado térmicamente y una tuerca tratada térmicamente. Lo importante aquí es la preparación metalografíca la cual se hizo así para dar a entender situaciones que se pueden presentar, por ejemplo las rayas del lijado durante la etapa de desbaste. Desde el punto de vista de presentación se ven muy deplorables y nunca estarían en una revista de investigación o un trabajo de grado. Por eso es importante que se deba realizar una buena preparación de  muestras para evaluación microestructural. Ahora bien, no se puede descartar la información que está debajo de esas ralladuras. Se sobre entiende que el analista en este caso realizó una mala preparación metalográfica pero eso se corrige con la práctica hasta que el mismo analista crea su propio arte se debe eliminar las rayas al pasar de nuevo por las lijas hasta obtener una superficie con rayas homogéneas, luego se pule el material  y después realizar la evaluación de inclusiones y  el ataque químico para observar y analizar la microestructura. Vamos a interpretar las microestructuras anexas se puede apreciar granos deformados producto de la laminación en frío pero el tratamiento térmico permite reacomodar los granos deformados del latón y liberar parte de la energía acumulada en el material. Se aprecia además el maclaje en los granos del material. El maclaje es un mecanismo de deformación en la cual una serie de planos cristalinos se movilizan y generan un efecto de espejo en donde un grano es idéntico a otro grano pero ambos tienen orientaciones diferentes. El maclaje también se puede observar cuando el material es recocido y se denomina maclas de recocido.

Todas las micrografías excepto la figura 6 fueron atacadas con cloruro férrico.

Aceros SAE1018, 1045 y 1095

 Fig. 1 Acero SAE 1018  Temperatura en el Horno 900 ºC temple en agua y revenido a 537 ºC por 2horas y enfriado en agua. 100X reactivo Picral

  Fig. 2 Acero SAE 1018  Temperatura en el Horno 900 ºC temple en agua y revenido a 537 ºC por 2 horas y enfriado en agua. 400X reactivo Picral

  Fig. 3 Acero SAE 1018  Temperatura en el Horno 900 ºC temple en agua y revenido a 537 ºC por 2 horas y enfriado en agua. 400X reactivo Picral

  Fig. 4 Acero SAE 1045  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Horno. 100X reactivo Picral

  Fig. 5 Acero SAE 1045  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Horno. 200X reactivo Picral

  Fig. 6 Acero SAE 1045  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Horno. 200X reactivo Picral

  Fig. 7 Acero SAE 1095  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Agua y revenido a 200ºC. 100X reactivo Picral

  Fig. 8 Acero SAE 1095  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Agua y revenido a 200ºC. 200X reactivo Picral

  Fig. 9 Acero SAE 1095  Temperatura en el Horno 900 ºC y enfriado en Agua y revenido a 200ºC. 200X reactivo Picral

Fig. 10 Acero SAE 1018  Temperatura en el Horno 900 ºC temple en agua y revenido a 537 ºC por 2 horas y enfriado en agua. 100X Sin ataque

¿Cuando se utiliza la Metalografia In Situ?

He recibido mensajes de personas interesadas en esta técnica de inspección preguntándome en que consiste la metalografía in situ. En mi blog hay una descripción de la técnica sin embargo para darle más apoyo a estos visitantes de mi blog les puedo decir que este procedimiento de inspección metalográfico se hace en el “sitio” sobre el componente que es demasiado grande para se llevado a un laboratorio metalográfico. Simplemente el analista traslada un pequeño laboratorio al campo para realizar su trabajo. La preparación metalografíca es la misma a la que se utiliza en un laboratorio (desbaste, pulido y ataque). Existen empresas que le dan mucha importancia a esta técnica tales como plantas eléctricas, nucleares o sistemas de tuberías las cuales resultan muy costosas remover para tomar una muestra y requieren de una inspección para determinar cuanto tiempo de vida le queda a la estructura para asi evitar fallas catastróficas, perdida de vida y prestigio. En estas situaciones un analista puede ser requerido para que, con la inspección pueda determinar si el equipo cumplió con su vida útil y de ser reemplazado antes de la falla.

La metalografía de campo debe ser ejecutada sin dañar los componentes. El equipo para realizar la preparación metalográfica por lo general es portátil. En algunas ocasiones el analista llevar equipo de protección personal tales como lentes, guantes, mascarillas. Un ejemplo del uso de la metalografía es la inspección de los tubos de acero inoxidables de los reformadores del proceso midrex para ver in situ el daño causado por Creep u otras microestructuras. A veces los procedimientos empleados en la metalografía de campo pueden ser incluso aplicables al laboratorio para examinar la microestructura de artefactos arqueológicos, arte metálico, espadas de Damasco y fragmentos de meteoros ya que como son pocos los micrones de las aéreas superficiales removidas durante el desbaste y el pulido en la mayoría de los casos no se daña el componente. En America la ASTM E1351 tiene los procedimientos que se deben emplear para la examinación metalografica de campo.

Como toda técnica la metalografía in situ presenta varias desventajas entre ellas esta que solo analiza microestructuras de la superficie de un material o componente y eso se debe tener en cuenta cuando se realiza una investigación porque en muchos casos la microestructura superficial puede diferir de la microestructura que se puede encontrar en el interior del componente. Otra desventaja es que la composición química de los constituyentes en la microestructura no puede ser analizada cuando se aplica la técnica de replica ya que esta revela solo la topografía en la superficie. Y por ultimo en zonas con mucha contaminación o polvo existe un riesgo para la salud. 

Si usted es un analista metalúrgico de laboratorio y esta realizando evaluación microestructural debe tener en cuenta la dureza del material ya que esta le determinara el tipo de papel de lija empleada en el desbaste, pulido y abrasivos. Un acero endurecido necesitara una técnica de preparación a la de un Aluminio que es muy suave. Conociendo también el material se puede emplear el reactivo indicado para el ataque químico ya que un acero SAE 1020 utiliza un reactivo en este caso Nital 2-3% el cual difiere de un Acero Inoxidable en el cual utiliza un reactivo Picral. También debe tener un conocimiento de los diagramas de fases que le servirá de guía para su investigación. Por ejemplo un latón que es una aleación Cobre-Zinc. Cuando la concentración de Zn no supera el 30 % el Latón presenta una microestructura monofásica, en pocas palabras usted como analista encontrara granos de fase α en su evaluación, excepto por si el material  esta deformado, oxidado, soldado, con recubrimientos en esa situación usted deberá tomar en cuenta las condiciones de servicio y el historial de fabricación de la pieza. También la condición superficial representa un factor muy importante. Si el componente tiene un fino mecanizado entonces se puede comenzar con la lija #240 pero si la superficie esta muy oxidada es recomendable iniciar con una lija # 60 o con otros métodos de remoción de material, salvo cuando el producto de corrosión sea el principal interés del analista investigar, en ese caso lo ideal es preparar por los bordes, esto con el propósito de medir el espesor de la capa de corrosión.

Otros aspectos que deben ser considerado durante la investigación de campo es:

•    Ambiente. En este caso conocer el ambiente es importante por muchas razones entre ellas si el componente está sufriendo la acción de la intemperie (lluvia, clima veraniego, nieve, vientos) si el componenete esta transportando gas, si es un intercambiador de calor, si la tubería esta cubierta de nieve, etc. Imaginese ser un analista que inspeccione internamente la soldadura de una tubería de gas natural. Lo principal es asegurar total ventilación del sistema de tubería.·  
•      Tamaño del componente. Es importante conocer el tamaño del componente y su forma antes de ser examinado.
•      Número de aéreas a ser examinada. Es importante ya que el analista decidirá la cantidad de insumos ha ser utilizados. Un material sometido a Creep requiere de muchos análisis para estimar la magnitud del daño, en cambio tuberías soldadas o sometidas a altos esfuerzos requerirán de análisis directo de esas zonas críticas.
•         Vibraciones, Polvo y Humos. Las vibraciones pueden crear un problema en microscopios adaptados con cámara ya que no permiten tomar buenas fotografías. El polvo puede contaminar el área durante el desbaste y pulido. Y los humos pueden afectar la salud del analista.

Si deseas realizar una evaluación metalografíca y estas en Colombia con gusto podemos atenderte, puedes escribir en mi correo electrónico 

Saludos