DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE METALOGRAFIA

El microscopio metalográfico está formado por: Banco óptico, aparato para la iluminación de la probeta, objetivo, ocular para la observación directa y cámara fotográfica; el principio de funcionamiento es con un arreglo tal que permite observar la luz reflejada por la superficie opaca del metal. (Figura III.10)

El aumento total (X) del microscopio, está dado por el producto del aumento del ocular y el aumento del objetivo.

Aumento del objetivo: 8X, 10X ,12.5X, 16X, 20X

CAPÍTULO III

Figura III.10.- Microscopio metalográfico. 3.15 MUESTRAS METALOGRÁFICAS OBTENIDAS.

Las microfotografías obtenidas durante el ensayo metalográfico nos muestran

 El tamaño de grano de las secciones de la caja, con un macroataque con solución Tucker y un tiempo de ataque de 3 segundos. Las muestras de las cajas 1 y 3 mostraron un tamaño de grano ASTM entre 5 y 6; la caja N° 2 mostró un tamaño de grano ASTM de 4.

 Se observa una estructura de grano abierto, principalmente en la correspondiente a la pieza Nº 2 y la presencia, en ésta, de defectos en la macroestructura, como porosidades.

 El análisis microscópico de la estructura de la caja Nº 2, nos muestra que el grano está muy abierto, encontrándose también porosidad provocada por la presencia de inclusiones no metálicas (escoria, derivadas de un mal proceso

CAPÍTULO III

provocada por una incorrecta práctica de vaciado del metal líquido (vaciado lento).

 El análisis de la porosidad encontrada en la pieza N° 2 con un microscopio de barrido electrónico nos muestra la presencia de un defecto de contracción llamado rechupe, provocado por una mala práctica de llenado y la falta de refinador de grano.

Para complementar este estudio se muestran las fotografías obtenidas del efecto que provoca en la microestructura el uso de refinadores de grano. Se muestra una estructura de colada continua y una probeta de desgasificado, con ala adición de diferentes cantidades de refinador de grano, donde también puede apreciarse que , además de eliminar la porosidad provocada por ala disolución del gas en el metal fundido, disminuye los problemas derivados de la contracción que sufre el metal líquido al enfriarse. [3. ]

Figura III.11.- Pieza N° 1. Macroataque 10X Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s. Tamaño de grano ASTM 6

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Fig. III. 12.- Pieza N° 3 Macroataque 10X Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s. Tamaño de grano ASTM, 6.

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Figura III.14.- Pieza N° 2 (Lateral) Macroataque 100 X, Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s. Tamaño de grano ASTM, 4. Se aprecia porosidad en la pieza.

Figura III.15.- Pieza N° 2 (fondo) Macroataque 100 X, Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s. Tamaño de grano ASTM, 4. Se observa la presencia de poros y grietas.

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Figura. III.16.- Pieza N° 2 (fondo) Macroataque 200 X, Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s. Puede apreciarse la porosidad por inclusiones no metálicas (escoria) y grietas, localizadas en la sección del fondo de la caja.

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Figura III.18. Pieza Nº 2 (fondo). Estructura con grano abierto y zona tipo escritura china

originada por fase Fe-Mn-Cr, los micro-rechupes se localizan en los limites de grano, son originados por grano abierto y refinación de grano deficiente. Microataque 500 X. Solución Tucker. Tiempo de ataque 3 s.

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Figura III.19 Pieza Nº 2 (fondo). En esta fotomicrografia se muestra con mayor detalle la zona deescritura china y la porosidad localizada en los límites de grano.

500 x Tiempo de ataque 3 s.

Figura III.20.- Pieza N° 2 (fondo) Micrografía por barrido de Rayos X de la zona porosa, en la sección del fondo de la caja.

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Figura III.21.- Pieza N° 2 (fondo) Micrografía por barrido de Rayos X de la zona porosa, en la sección del fondo de la caja. Se aprecia una grieta por contracción.

Figura. III.22.- Lingote de aluminio sin refinar

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Figura III.24.- Probeta de Al – Mg, con alta porosidad por hidrógeno.

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Figura III.26.- Probeta con el 7 % de refinador

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Figura III.28.- Probeta con el 13 % de refinador

3.16 SUMARIO

La manufactura de la aleación Al – Mg, de la caja de conexión, colada en molde de arena, la hacen diferente de las otras aleaciones de aluminio, es decir los procesos de fabricación de estas cajas hace que su estructura no sea homogénea, lineal, isotrópica ni continua, por lo que su comportamiento es muy particular.

Las condiciones de este material nos muestran que el método adecuado para estimar la reducción de los espesores tiene que relacionar los resultados de las pruebas de tensión y la microestructura observada, con la resistencia que deben garantizar en operación.

También se muestra que el refinamiento de la estructura para reducir el tamaño de grano es una alternativa posible para reducir la presencia de defectos de fundición de la pieza, producto de la manufactura de la misma, lo que se analiza en el siguiente capítulo

De acuerdo a lo expuesto en este capítulo, es necesario considerar los resultados de las pruebas de tensión y la estructura que presentan las piezas, para estimar la

CAPÍTULO III 3.17 REFERENCIAS [3.1] NORMA ASTM, B 26 – 535 [3.2] NORMA ASTM, B 179 – 06 [3.3] NORMA ASTM, B 557 – 07 [3.4] NORMA ASTM, E 112 – 06

[3.5] Robert L. Mott, P. E., RESISTENCIA DE MATERIALES APLICADA, 3ª edición, Ed., Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. 1996.

[3.6] METALS HANDBOOK, 10th Edition, Volume 2, 2005, 21-77/484-666 [3.7] METALS HANDBOOK, 10th Edition, Volume 9, 2005, 249-280/1688-1786. [3.8] METALS HANDBOOK , 10th Edition, Vol 10, 2005, 624-650

[3.9] Donald R. Askeland/ Pradeep P. Phulé, CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES, 4a ed. Ed. International Thomson Editores, S. A., 2004.

[3.10] John E. Gruzlesky/ Bernard M. Closset, THE TREATMENT OF LIQUID ALUMINIUM – SILICON ALLOYS, The American Foundrymen’s Society, Inc., 1990 [3.11] Edwin L. Rooy, ALUMINIUM & ALUMINIUM ALLOYS, Aluminium Company of America, 1997

[3.12] John E. Gruzlensky/ Bernard M. Closset , ALUMINIUM – SILICON FOUNDRY ALLOYS, The American Foundrymen’s Society, Inc; 1990

[3.13] H. Le Breton, DEFECTOS DE LAS PIEZAS DE FUNDICIÓN, Ediciones URMO, 1965.

[3.14] L. Bäckerud, Ella Król and Jarmo Tamminen, SOLIDIFICATION CHARACTERISTICS OF ALUMINUM ALLOYS, Volume 1: Wrought Alloys. Skan Aluminium, 1986.

[3.15] L. F. Mondolfo, ALUMINUM ALLOYS: STRUCTURE AND PROPERTIES, Butterworths, 1976.

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[3.16] D. M. L. Bartholomew, M. Jezuit, B. Watts, and A. Hellawell, in SOLIDIFICATION AND CASTING OF METALS, The Metals Society Book 192, 29 – 33, 1979.

[3.17] P. R. Beeley, FOUNDRY TECHNOLOGY, Butterworths, 1972.

[3.18] G. J. Davies, SOLIDIFICATION AND CASTING , John Wiley and Sons, 1973. [3.19] M. C. Flemings, SOLIDIFICATION PROCESSING, McGraw-Hill Book Co, 1974. [3.20].O. Sitdikov a,b, T. Sakai c, E. Avtokratova b, R. Kaibyshev d, K. Tsuzaki e, Y. Watanabe MICROSTRUCTURE BEHAVIOR OF Al–Mg–Sc ALLOY PROCESSED BY ECAP AT ELEVATED TEMPERATURA, Acta Materialia 56 (2008) 821–834

[3.21] J. Esparza López, R. Colás Ortiz, R. Torres Gonzalez; E. Valasco Santes, J. Salvador García – Luna M. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DE UNA ALEACIÓN, Ingenierías, Oct – Dic 2005, Vol. VIII, N° 29

[3.22] J. C. Cuyás, G. W. Mugica, D. O. Tovio y A. C. González. ¿CUÁNTO AFECTA LA POROSIDAD A LAS PROPIEDADES MECÁNICAS EN TRACCIÓN DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO PARA COLAR? Jornadas SAM 2000 – IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, Agosto de 2000, 191 – 198.

CAPÍTULO IV