Metalografía
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Metalografía. Entre las características estructurales de los metales están el tamaño de grano, el tamaño, forma y distribución de las fases que comprenden la aleación y de las inclusiones no metálicas, así corno la presencia de segregaciones y otras irregularidades que profundamente pueden modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal.
Sumario
Objetivo de la Metalografía
Es la realización de una reseña histórica del material buscando microestructura, inclusiones, tratamientos térmicos a los que haya sido sometido, microrechupes, con el fin de determinar si dicho material cumple con los requisitos para los cuales ha sido diseñado.
Además, se hallará la presencia de material fundido, forjado y laminado. Se conocerá la distribución de fases que componen la aleación y las inclusiones no metálicas, así como la presencia de segregaciones y otras irregularidades.
Se debe conocer que en la técnica se entiende por metal toda sustancia que posea brillo metálico, propio en mayor o menor medida de todos los metales, de los no metales, por ejemplo, de la madera, de las piedras, del vidrio o de la porcelana.
Además del brillo metálico y de la plasticidad, todos los metales poseen una alta conductividad eléctrica y térmica.
Estructura cristalina de los metales
Toda sustancia puede encontrarse en los tres Estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.
La sustancia sólida sometida a la acción de las fuerzas de gravedad conserva su forma, mientras que la líquida se extiende y toma la forma del recipiente que la contiene. Esta definición es insuficiente para caracterizar el estado de la sustancia.
Así por ejemplo, el vidrio sólido, si se calienta, va ablandándose y pasa poco a poco al estado líquido. La sustancia inversa también será completamente suave; el vidrio líquido a medida que baja la temperatura, se va haciendo más espeso hasta que, finalmente, se solidifica.
En el vidrio no existe una temperatura de transición del estado líquido al sólido, tampoco existen temperaturas puntos de cambios bruscos de sus propiedades. Por esto es normal considerar el vidrio sólido como un líquido sumamente espeso.
En los sólidos existe un orden determinado, regular de distribución de los átomos, las fuerzas de atracción y repulsión mutua están en equilibrio y el sólido conserva su forma.
En los líquidos las partículas ( átomos y moléculas) conservan únicamente el llamado orden próximo, es decir, en el espacio está distribuida regularmente una cantidad pequeña de átomos, y no los átomos de todo el volumen como en el sólido. Esta ordenación próxima es inestable: puede aparecer y desaparecer por la acción de las oscilaciones térmicas de gran energía.
La distribución regular de las partículas (átomos y moléculas) en el espacio caracteriza el estado cristalino.
Esto hace que en el cristal cada átomo tenga una misma cantidad de átomos más próximos, vecinos, situados a distancias iguales.
Tamaño de grano
El tamaño de grano tiene un notable efecto en las propiedades mecánicas del metal. Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento térmico son fácilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnación térmica afectan el tamaño del grano.
En metales, por lo general, es preferible un tamaño de grano pequeño que uno grande. Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano fino es mejor para herramientas y dados.
Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la endurecibilidad, la cual es deseable a menudo para la carburización y también para el acero que se someterá a largos procesos de trabajo en frío.
Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas (alrededor de 1800 F o 982 C) con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano.
Estos aceros se conocen como aceros de grano fino. En un mismo acero puede producirse una gama amplia de tamaños de grano.
Métodos de estudio de la estructura de los metales
Existen muchos procedimientos para estudiar la estructura cristalina de los metales. Estos procedimientos pueden dividirse en dos tipos.
- Al primero pertenecen los métodos de estudio de la estructura interna de los cristales.
- Al segundo los que estudian las formas externas de éstos.
La estructura interna de los cristales, es decir, la distribución de los átomos en la red cristalina, se estudia por medio del análisis estructural roentgenográfico, que utiliza los Rayos X y la estructura externa a través del método metalográfico.
Es importante señalar que en todos los casos tiene importancia conocer la composición media del metal que se estudia, que se determina por medio del análisis químico.
Fuentes
- Guliáev, A. P. Metalografía. Tomo I. Editorial Mir Moscú.
- Guliáev, A. P. Metalografía. Tomo II. Editorial Mir Moscú.
