Microscopía óptica y metalografía

Cuando nos veamos enfrentados al desconocimiento de una muestra metálica que tengamos la necesidad de poder caracterizar para poder efectuar algún tipo de análisis de seguro pensaremos de manera rápida en la técnica de análisis metalográfico mediante microscopia óptica, esta última técnica de caracterización y observación microscópica de materiales es una de las más populares (aumento máximo app. 02 µm) y en general de más facil acceso que sus pares, como la microscopía electrónica de barrido o la electrónica de transmisión, sus características resultan altamente empleables para un primer acercamiento ante la necesidad de visualización y caracterización de una muestra metálica, por ejemplo, que se haya trabajado previamente para conseguir una metalografía, es decir considerando por lo menos la etapas de preparación de la muestra previas a la observación.

Imagen 1: Metalografía de muestra metálica examinada mediante microscopía óptica (NFA INGENIERIA®)

En consecuencia, la actividad metalográfica, en la práctica, nos permitirá poder reconocer aspectos tales como la microestructura, las fases y microconstituyentes presentes, entre otros aspectos en la escala microestructural y a ojo de un buen experto, hasta quizás la "historia" de esa muestra metálica que se este observando, generando hallazgos relacionados con mecanismos de falla tan relevantes para la infraestructura como puede ser el cas del fenómeno de fatiga de material, por eso en nuestros servicios la caracterización de la materia base de las estructuras que diagnósticamos tiene un rol preponderante y saber obtener información a partir de esta práctica consituye una tremenda ventaja al momento de estudiar una estructura que ya presente un tiempo considerable en servicio.

"En un diagnóstico estructural de elementos metálicos una metalografía es una práctica esencial"

¿Qué información valiosa me podría dar una metalografía?

Imagen 2: Probetas de acero en su fase austenítica para estudio (NFA INGENIERIA®)

Imagen 3: Fase perlítica en metalografía de acero (NFA INGENIERIA®)

Imagen 4: Fase martensítica en metalografía de acero (NFA INGENIERIA®)

Como se comentó anteriormente, la capacidad de poder reconocer una microestructura, con sus fases, tamaño de grano, morfología superficial y otras variables de interés resulta de vital importancia para poder conocer, en el caso de una muestra de acero por ejemplo, la mayor fase presente y predominante en la constitución de la muestra y junto con ello poder realizar inferencias respecto de uno de los principales aspectos que nos preocupan al momento de poder realizar este tipo de actividades de reconocimiento en materiales, hablamos de la determinación de las propiedades mecánicas de interés que puedan ser materia de estudio dependiendo el caso, tales como dureza, ductilidad, fragilidad, entre otras.

Veamos un caso práctico, si visualizamos la imagen 3, podemos apreciar una muestra obtenida apartir de las probetas expuestas en la imagen 2 donde es posible ver mediante microscopía óptica una disposición de granos con un "grado de uniformidad" y de bordes "suavizados" y regulares, lo que es propio de una fase perlítica del acero y donde mediante un ensayo de dureza es posible lograr corroborar este supuesto (su dureza no debiera superar los 200 HB app.), en esta fase el acero

posee una gran capacidad de ductilidad que estará determinada por sus planos deslizantes y dislocaciones vinculados a imperfecciones atomicas propias del material. En contraste, esta la situación expuesta en la imagen 4, acá es posible apreciar una fase martensítica, donde debido a un enfriamiento brusco del acero el carbono no logra tener un proceso difusivo y queda encapsulado y generando una morfología tipo "cristalina" como se puede apreciar en la metalografía, esta fase se caracteriza por poseer un alta dureza (800 HB app.) pero ser mucho más fragil que la fase perlítica y es debido a esto que en la generación de piezas donde se debe poder obtener un buen temple en la pieza deseada se hace necesario poder incurrir en tratamientos térmicos con posterioridad de manera de poder recuperar algo de ductilidad de la pieza, lo que se conoce como proceso de recocido.