Introducción al mundo de la metalografía
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Es posible que nunca hayas oído hablar de la “metalografía”, pero si alguna vez has usado teléfonos o has hecho un viaje en avión, definitivamente te has beneficiado de su existencia. Este tipo de "estudio" describe la estructura atómica y química de todo tipo de aleaciones metálicas utilizando la microscopía como herramienta.
La metalografía tal como la conocemos hoy en día debe mucho a la contribución del científico del siglo XIX Henry Clifton Sorby. Su trabajo pionero en la producción moderna de hierro y acero en Sheffield en UK, destacó esta relación íntima entre la microestructura de los metales y las propiedades macroscópicas de las cosas construidas con ellos. La metalografía se inventó por primera vez en 1949, desde sus humildes comienzos el Grupo de Metalografía (AEC por sus siglas en inglés Atomic energy commission) creció, y en 1954 la AEC le dio instrucciones para organizarse de manera más formal con funcionarios, directores y comités. La estructura organizativa básica que se ha desarrollado es esencialmente la misma que la estructura actual del IMS. La estructura del IMS no es más que el Sistema de Gestión de Incidentes: estructura básica en su forma más básica, consta de un comandante de incidentes, que también asume la responsabilidad de las operaciones, la planificación y la logística.
Pero volvamos al tema, qué es la metalografía y para qué se utiliza. Puedes preguntarte por qué necesitamos la metalografía en nuestra vida. Estoy aquí para hacérselo saber. Se trata del estudio de la microestructura de los materiales. Ayuda a determinar si los materiales se han procesado correctamente y si, por lo tanto, es un paso crítico para determinar la confiabilidad del producto y para determinar por qué fallaron los materiales. Con otros primero y más comprensible, ayuda a las empresas a decidir qué materiales son lo suficientemente estables para construir puentes, automóviles o motocicletas.
Por lo tanto, la otra pregunta es ¿con qué propósito se utiliza este estudio? Al examinar y cuantificar la microestructura de un material, se puede comprender mejor su desempeño. Por lo tanto, la metalografía se utiliza en casi todas las etapas de la vida útil de una pieza: desde el desarrollo inicial del material hasta la inspección, la fabricación, la inspección de los procesos de fabricación e incluso, si es necesario, el análisis de defectos.
La importancia de este estudio es alta, puede garantizar que se utilice el metal adecuado para cosas importantes como automóviles, aviones y electrónica. También es fundamental para facilitar el desarrollo de nuevos materiales. En la actualidad, hay miles de aleaciones estandarizadas disponibles e incluso se están desarrollando más a medida que continúa la demanda de metales más ligeros y resistentes. Como puede ver, la ciencia detrás de la metalografía es realmente significativa e importante, no solo para saber qué metal se puede usar para crear componentes específicos. Los materiales cerámicos y poliméricos también se pueden preparar usando técnicas metalográficas. Es un campo de suma importancia, ya que utilizamos innumerables metales y aleaciones en la vida cotidiana, y en muchos casos es “vital” conocer su estructura cristalina, fases, inclusiones y distribución de granos. Ellos determinan sus propiedades y la usabilidad de las herramientas y piezas fabricadas con ellos. Los métodos metalográficos también pueden detectar defectos de materiales como grietas, inclusiones, enriquecimientos, falta de homogeneidad, corrosión, etc. Además, las cerámicas, polímeros, compuestos y otros materiales también pueden examinarse mediante métodos metalográficos.
Pero, ¿cómo se pueden preparar muestras metalográficas? Les diré que la superficie de la muestra metalográfica se prepara mediante varios métodos de esmerilado, pulido y grabado. Después de la preparación, a menudo se analiza mediante examen óptico o microscopía electrónica. Sólo mediante el uso de técnicas metalográficas el experto en la materia podrá identificar las aleaciones y predecir las propiedades del material. La preparación mecánica es el método de preparación más común. Con éxito, se utilizan granos abrasivos más finos para eliminar material de la superficie de la muestra hasta lograr la calidad de superficie deseada. Hay muchas máquinas diferentes para este rectificado y pulido que pueden cumplir con diferentes requisitos de calidad, capacidad y reproducibilidad. El método sistemático de preparación es la forma más sencilla de lograr una estructura real. Por lo tanto, se deben seguir las reglas adecuadas para la mayoría de los materiales al preparar la muestra.
En las siguientes filas te deja saber cuál es la metodología detrás de la metalografía. La superficie de la muestra metalográfica se prepara mediante varios métodos de esmerilado, pulido y grabado. Después de la preparación, a menudo se analiza mediante microscopía óptica o electrónica. Sólo utilizando técnicas metalográficas el experto en la materia podrá identificar las aleaciones y predecir las propiedades del material. Los pasos incluyen corte, ensamblaje, lijado, lijado fino, pulido, grabado y examen microscópico, respectivamente. Las muestras deben mantenerse limpias y el procedimiento de preparación debe seguirse cuidadosamente para revelar microestructuras precisas.
Hay una parte interesante en los pasos, que me gustaría describir mejor, que es el examen microscópico. En el análisis metalográfico se utilizan muchas técnicas microscópicas diferentes. Las muestras preparadas deben examinarse a simple vista después del grabado para detectar áreas visibles que hayan reaccionado de forma anormal al grabado como guía para realizar el examen microscópico. El examen de microscopía óptica de luz (LOM) siempre debe realizarse antes de cualquier técnica metalográfica electrónica (EM), ya que requieren más tiempo y los instrumentos necesarios para esto son mucho más costosos. Además, ciertas características se observan mejor usando LOM, como el color natural del componente que se ve en LOM pero no en los sistemas EM. Además, el contraste de imagen de las microestructuras con un aumento relativamente bajo, p. El escaneo LOM es rápido y puede cubrir un área grande. Por lo tanto, el análisis puede determinar si se necesitan técnicas de prueba más costosas y que requieren más tiempo utilizando microscopios electrónicos, y dónde debe concentrarse el trabajo.
En el último párrafo, hablaré sobre qué es la metalografía cuantitativa, por lo que implica medir los componentes de la microestructura para proporcionar datos más confiables para fines de ingeniería de materiales y control de calidad. Las medidas microestructurales típicas incluyen la longitud, el ancho y el área de las características, o la cantidad relativa de una estructura o fase.
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Agradecimientos.
Recopilación de información: Sándor Dezsö
