En esta presentación se habla de los ensayos metalográficos y también de la microscopía óptica de barrido, sus aplicaciones y como se debe hacer una práctica de este tema

1. Ensayo de análisis metalográfico y
microscopia óptica de barrido
Carlos Javier Gonzalez
Meza
Chrystian Cortés Ortega
Lucas Rodrigo Antonio
Santiago
Carlos Adolfo Méndez
Cabrera
Ensayos
destructivos

2. Análisis metalográfico
• El análisis metalográfico es una técnica utilizada en metalurgia y ciencia de
materiales para examinar la estructura microscópica de los metales y aleaciones.
Se realiza mediante la preparación de muestras metalográficas, que son secciones
delgadas del material que se montan en una superficie plana y se pulen hasta
obtener una superficie lisa y brillante.

3. El análisis metalográfico es de gran importancia para la
caracterización de los materiales, específicamente de metales y
aleaciones. Este estudio se enfoca en las características
microestructurales de estos materiales, las cuales están vinculadas
con sus propiedades químicas y mecánicas.
El análisis metalográfico permite determinar detalles como el
tamaño del grano, inclusiones, fases y otros constituyentes del
acero. El objetivo principal de este análisis es verificar si el
material ha sido procesado correctamente, tanto en su origen como
después de un tratamiento.
¿Qué importancia tiene un análisis metalográfico?

4. ¿Qué importancia tiene un análisis
metalográfico?
• Este tipo de análisis es crítico para
determinar la confiabilidad de un producto o
para identificar las causas de las fallas que
pueden surgir. Además, es una herramienta vital
para analizar el comportamiento de los
materiales y optimizar sus propiedades
mecánicas y físicas.
• Por lo tanto, el análisis metalográfico tiene
un papel fundamental en la industria y la
investigación, ya que ayuda a mejorar la calidad
y la eficiencia de los productos metálicos.

5. Tipos de MICROSCOPIOS para ensayos metalográficos
• En los ensayos materialográficos
se utilizan cuatro tipos de
microscopios, dependiendo de la
naturaleza de la pieza y el
objetivo de la investigación, que
se describen a continuación.

6. Microscopio óptico
• En el microscopio óptico se utilizan
diferentes filtros para mejorar el
contraste y enfatizar características
específicas basadas en las propiedades
del material. Esto se logra con aumentos
que normalmente oscilan entre 2,5 y
1.000. En materialografía, la luz
reflejada es el tipo más común utilizado
en los microscopios ópticos de luz.
También se utiliza el microscopio
óptico de luz transmitida, aunque
principalmente en las muestras de
mineralogía.

7. Estereomicroscopio
• El estereomicroscopio es una variante del microscopio
óptico diseñado para observaciones de bajo aumento de
una muestra, donde se utiliza la luz reflejada en la
superficie de la muestra.

8. Microscopio electrónico de
barrido
• El microscopio electrónico de barrido (SEM) es un tipo
de microscopio electrónico que genera imágenes de una
muestra mediante el barrido de la superficie de la
muestra con un haz de electrones focalizado. Los
electrones interactúan con los átomos en la muestra,
produciendo varias señales que se traducen en
información sobre la topografía de la superficie y la
composición de la muestra.

9. Microscopio electrónico de
transmisión
• El microscopio electrónico de transmisión (TEM) utiliza
un haz de electrones transmitido a través de una muestra
ultra-fina, interactuando con la muestra a medida que pasa
por ella. Las señales generadas se traducen en varios tipos
de información, incluyendo información sobre el tipo y la
orientación de los cristales individuales.

10. Normatividad del Análisis metalográfico
• La normativa específica para el ensayo de
análisis metalográfico puede variar según el
país o la industria, pero una referencia
común es la norma ASTM E3 - Standard
Guide for Preparation of Metallographic
Specimens. Esta norma de la ASTM
(American Society for Testing and
Materials) proporciona directrices
generales para la preparación de
especímenes metalográficos.
• 1. **ASTM E3**: Esta norma establece los métodos de
preparación de muestras para microscopía metalográfica.
• 2. **ASTM E407**: Especifica métodos para la
evaluación de microestructuras de metales y aleaciones
utilizando microscopía óptica.
• 3. **ISO 6892**: Define métodos de ensayo para determinar
las propiedades mecánicas de los metales, incluyendo la
tensión, la elongación y el módulo de elasticidad.

11. Normatividad del Análisis metalográfico
• 4. **ISO 17639**: Esta norma proporciona directrices
para la preparación de muestras y la realización de
ensayos metalográficos en soldaduras.
• 5. **DIN EN 10002**: Describe los métodos de ensayo
para la determinación de las propiedades mecánicas de los
materiales metálicos.
• Estas normativas suelen detallar los procedimientos
específicos para la preparación de muestras, la realización
de los ensayos metalográficos, los criterios de aceptación
y otros aspectos relacionados con el análisis
metalográfico. Es importante consultar la normativa
específica aplicable a tu país o industria para garantizar el
cumplimiento adecuado de los estándares de calidad y
seguridad.

12. Microscopia óptica de barrido
• La microscopía óptica de barrido (MOB), también conocida como
microscopía confocal de barrido láser (MCL), es una técnica
avanzada de microscopía que utiliza un haz de luz láser enfocado
para obtener imágenes de alta resolución de muestras en 3D.
• A diferencia de la microscopía óptica convencional, que utiliza luz
transmitida a través de la muestra, la MOB emplea luz reflejada o
dispersada, lo que permite obtener imágenes de superficies
topográficas con mayor detalle y contraste.
• La microscopía óptica de barrido (MOB) es una técnica valiosa en
el análisis metalográfico, donde se utiliza para examinar la
estructura interna de los metales y aleaciones

13. Características
1.Observación de la microestructura: La MOB permite la
observación detallada de la microestructura de los metales,
incluyendo la distribución de fases, el tamaño y la forma de los
granos, así como la presencia de inclusiones, segregaciones y
otros defectos a nivel microscópico.
2.Análisis de la topografía superficial: La MOB puede utilizarse
para estudiar la topografía de la superficie de los metales, lo que
es importante para comprender fenómenos como la rugosidad,
la textura superficial, la corrosión y el desgaste.
3.Identificación de fases y constituyentes: La MOB permite la
identificación y caracterización de las diferentes fases presentes
en los metales, como ferrita, austenita, perlita, martensita, entre
otras, así como otros constituyentes como carburos, nitruros,
etc.

14. Características
• 3.-Caracterización de recubrimientos y capas
delgadas: La MOB puede utilizarse para estudiar la
morfología y la estructura de recubrimientos y
capas delgadas aplicadas a los metales, lo que es
importante para evaluar su calidad, adherencia y
resistencia a la corrosión y al desgaste.
• 4.-Análisis de fracturas y fallos: La MOB
puede utilizarse para estudiar fracturas y fallos en
los metales, lo que es importante para determinar
las causas de los fallos y mejorar el diseño y la
fabricación de componentes metálicos.

15. Aplicaciones reales en la industria
• *El análisis metalográfico tiene diversas
aplicaciones en la industria, ya que permite obtener
información detallada sobre la estructura y las
propiedades de los materiales metálicos.
• *Control de calidad: El análisis metalográfico se
utiliza para evaluar la calidad de los materiales
metálicos utilizados en la fabricación de componentes
y productos.
• * Investigación y desarrollo: El análisis
metalográfico es una herramienta fundamental en la
investigación y desarrollo de nuevos materiales y
aleaciones metálicas.

16. Aplicaciones reales en la industria
• Análisis de fallas: Cuando ocurre una falla en un
componente metálico, el análisis metalográfico se
utiliza para determinar la causa raíz del fallo.
• Estudio de la corrosión: El análisis metalográfico
se utiliza para evaluar el grado de corrosión en
materiales metálicos expuestos a diferentes
ambientes corrosivos.
• Optimización de procesos de fabricación: El
análisis metalográfico se utiliza para evaluar la
influencia de diferentes parámetros de
procesamiento en la estructura y las propiedades de
los materiales metálicos.

17. ¿Cómo hacer un ensaño metalográfico?
• 1.- Corte metalográfico: Es uno de los pasos más importantes, debemos
extraer una parte de material que sea representativo del objetivo del estudio.
Una buena máquina de corte metalográfica conjuntamente con el disco de corte
ideal (según el tipo de material y su dureza) hacen que todo el proceso posterior
de ensayo sea más corto y más económico, ya que no deberemos utilizar tanto
consumible para pulir las inperfecciones del corte de material. Un mal corte nos
provoca una ondulación en la muestra o bien recalentamientos que pueden
modificar el estado estructural de la muestra.
• 2.- Encapsulado (o empastillado): Una vez tomada la muestra de material,
procederemos a encapsularla en resina. El encapsulado se puede utilizar durante
el pulido manual: para facilitar la sujeción de la muestra y durante el pulido
automático: para montar varias muestras en un porta-muestras en la pulidora
automática para realizar varios ensayos a la vez. La elección se realiza de
acuerdo con la forma de la pieza y el tipo de análisis a realizar, incluyendo un
análisis de aristas como parte de un tratamiento superficial.

18. ¿Cómo hacer un ensaño metalográfico?
• 3- Identificación: Una vez preparada la probeta, procederemos a
identificarla según nuestro proceso interno, lote, fecha, etc...
• 4- Desbaste: Mediante el desbaste se consigue poner al descubierto la
superficie del material, eliminando todo lo que pudiera obstaculizar su
examen, a la vez que se obtiene una superficie plana con pequeña
rugosidad. Consiste en frotar la superficie de la probeta, que se desea
preparar, sobre una serie de papeles abrasivos, cada vez más finos o
mediante discos de diamante.
• Una vez obtenido un rayado uniforme sobre un determinado papel, se
debe girar la probeta 90° para facilitar el control visual del nuevo
desbaste. Cada fase será completada cuando desaparezcan todas las rayas
producidas por el paso por el papel abrasivo anterior.
• El desbaste puede hacerse manualmente o automáticamente en la
pulidora metalográfica. Suele hacerse en húmedo, para evitar los
calentamientos que pueden modificar la estructura de la probeta. El
desbaste mediante papeles abrasivos (más comunmente llamados "lija") y
suelen ser de carburo de silicio ( SiC ) o de corindón.

19. ¿Cómo hacer un ensaño metalográfico?
• . Existen con granulometría desde P60, 120, 180, 220, 320, 600, 800, 1000, 2400, y 4000. Este número
se corresponde en modo inverso con el tamaño de partícula del abrasivo, es decir, P60 el tamaño de
grano es más grueso y P4000 el más fino.
• 5- Pulido y pulido final: El pulido de una probeta metalográfica tiene por objeto eliminar las rayas
producidas en la operación de desbaste y obtener una superficie especular. Se pueden utilizar diversos
tipos de abrasivos y paños de pulido.
• El abrasivo suele ser normalmente una pasta de diamante mezclada con un líquido lubricante, o bien con
la mezcla ya preparada en suspensión (más común y cómodo). Las granulometrías suelen ser desde
1/4µm hasta 15µm. El diamante puede ser monocristalino o bien policristalino
• 6- Limpieza: Las probetas deben ser limpiadas después de cada paso. El método más empleado es
mantener la probeta bajo un chorro de agua y frotarla con un limpiador específico tipo algodón.
• La limpieza ultrasónica es más efectiva (10 a 30 s), aunque en ocasiones puede dañar la pieza. Después
de la limpieza se enjuagan con un chorro de alcohol y se secan rápidamente bajo un chorro de aire
caliente.

20. ¿Cómo hacer un ensaño metalográfico?
• 7 - Ataque: Una superficie pulida revela ya una serie de hechos interesantes, como pueden ser grietas,
inclusiones, fases (si su forma y color las hacen diferenciables), poros, etc.
• Pero, normalmente, la probeta hay que atacarla para "revelar" la microestructura (fases, límites de
grano, impurezas, zonas deformadas, etc). El proceso más común es atacar la superficie con reactivo,
en inmersión normalmente con Nital al 3%
• Este proceso debe durar pocos segundos, seguidamente limpiar la superficie con agua, alcohol y secar
con un secador.
• Atención: en este proceso se deben utilizar los métodos de protección individual que el fabricante del
reactivo recomiende (gafas, guantes, etc...)
• 8- Inspección: Una vez finalizada la muestra procederemos a su inspección a través de un microscopio
de grandes aumentos, normalmente de 1000x para ver estructura de material.
• Opcionalmente existen softwares que realizan la función de inspección y conteo automáticamente, que
hacen la tarea diaria mucho más sencilla, rápida y con más repetibilidad.
• El microscopio utilizado suele ser un invertido, con la óptica en la parte inferior en vez de la superior,
para colocar la probeta en la cara pulida sobre el porta-muestras; de este modo evitamos problemas de
diferencias de enfoque a lo largo de la pieza a evaluar.

21. CONCLUSION DE EQUIPO
• Para concluir el análisis metalográfico es una técnica utilizada para
examinar la estructura y las propiedades de los materiales metálicos. A
través de la preparación de muestras y el uso de técnicas de observación y
análisis microscópico, el análisis metalográfico proporciona información
detallada sobre la microestructura, la composición y las propiedades
mecánicas de los materiales metálicos.

22. Cuestionario
• ¿Qué es un análisis metalográfico?
• Menciona por lo menos 2 tipos de microscopios para el análisis metalográfico
• Nombra los dos primeros pasos para hacer un análisis metalográfico
• Como se le conoce a la Microscopia Óptica de Barrido
• En donde se puede aplicar un ensayo metalográfico hablando de la industria

23. Cuestionario
• ¿Qué es un análisis metalográfico? El análisis metalográfico es una técnica utilizada en metalurgia y
ciencia de materiales para examinar la estructura microscópica de los metales y aleaciones
• Menciona por lo menos 2 tipos de microscopios para el análisis metalográfico Optico,
estereomicroscopio, microscopio electrónico de barrido, microscopio electrónico de transmisión
• Nombra los pasos para hacer un análisis metalográfico Corte metalográfico, Encapsulado o
empastillado, Identificación, Desbaste, Pulido y pulido final, Limpieza, Ataque he Inspección
• Como se le conoce a la Microscopia Óptica de Barrido Microscopía confocal de barrido láser
• En donde se puede aplicar un ensayo metalográfico hablando de la industria

24. Valor
• Bondad
• La bondad es la capacidad de comportarse
teniendo actitudes positivas hacia otras
personas. Es un valor que se manifiesta en
distintas acciones, como compartir, ser amable,
escuchar y colaborar con los demás.
• Madre Teresa de Calcuta: ganadora del premio
Nobel de la Paz en el año 1979 por su labor y
lucha por los derechos de las personas con
menos recursos en la India.