1. INSTITUTOPOLITÉCNICONACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA EESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVASINDUSTRIAS EXTRACTIVAS
SEMINARIO DE TITULACIÓNSEMINARIO DE TITULACIÓN
“EVALUACIÓN DESTRUCTIVA DE DAÑO POR FUEGO“EVALUACIÓN DESTRUCTIVA DE DAÑO POR FUEGO
EN ACEROS ESTRUCTURALES”EN ACEROS ESTRUCTURALES”
ALUMNOS:ALUMNOS:
GARCIA ESCALONA BERTINGARCIA ESCALONA BERTIN
VALDEZ CHÁVEZ LEONARDOVALDEZ CHÁVEZ LEONARDO
POROFESOR:POROFESOR:
SALVADOR MEZA.SALVADOR MEZA.
ASESOR: Dr. J. LUIS GONZALEZ V.ASESOR: Dr. J. LUIS GONZALEZ V.
MÉXICO, 2002MÉXICO, 2002

2. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
• Es importante la evaluación del daño por fuego para dictaminar
que equipos salen y cuales son aptos para continuar en servicio.
• La evaluación se hace por dureza y metalografía de campo el
criterio de aceptación es la resistencia tensil.
• Se requiere conocer la relación entre dureza, microestructura y
resistencia tensil.
OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL
• Establecer correlaciones confiables entre pruebas no
destructivas y pruebas destructivas, para evaluar el daño por
fuego en aceros estructurales.
OBJETIVOS ESPECIFICOSOBJETIVOS ESPECIFICOS
• ANALIZAR LA MICROESTRUCTURA Y DUREZA EN ACEROS CON
DAÑO POR FUEGO REAL (RETIRADOS DE UNA PLANTA
INCENDIADA)
• REALIZAR PRUEBAS DE CALENTAMIENTO A DIFERENTES
TIEMPOS Y TEMPERATURAS Y CARACTERIZAR LA
MICROESTRUCTURA, DUREZA Y RESISTENCIA TENSIL
RESULTANTE.
• ESTABLESER UNA CORRELACION ENTRE DUREZA,
MICROESTRUCTURA Y RESISTENCIA TENSIL CON BASE EN LOS
RESULTADOS

3. • EXISTEN DIFERENCIAS PEQUEÑAS, PERO SIGNIFICATIVAS
ENTRE EL ENSAYO NO DESTRUCTIVO Y EL ENSAYO
DESTRUCTIVO Y CON ESTE TRABAJO SE PRETENDE CONOCER Y
ESTABLECER LAS CORRELACIONES ADECUADAS PARA LOS
MISMOS.
JUSTIFICACIÓN PROFESIONALJUSTIFICACIÓN PROFESIONAL
• La evaluación de propiedades mecánicas y microestructura en
piezas metálicas dañadas por fuego, se hace por dureza y
metalografía de campo y se requiere conocer que tan confiables
son estas pruebas para conocer el estado real del metal.
TIPO DE ACEROS A UTILIZARTIPO DE ACEROS A UTILIZAR
Descripción: Aceros de especificación AISI y ASTM
• 10XX: Son aceros sin aleación con 0,XX % de Carbono (1010;
1020; 1045).
• A234: Aceros para tubería baja aleación y varios grados.
• A53: Tubería de acero con 0.25% C sin alear grado A o B.
EQUIPOEQUIPO
• Durómetro Rockwell y durometro de campo
• Máquina universal de pruebas mecánicas
• Cortadora de disco
• Pulidoras
• Microscopio metalografico
• Lab. de revelado
• Mufla

4. Durometro Rock Well Máquina universal
MATERIALESMATERIALES
• Muestra de acero 10XX,A234, A53.
• Nital (Como reactivo)
• Agua
• Lijas de carburo silicio de diferentes grados.

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALPROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
PREPARAR
MUESTRAS
RETIRADAS
DE
SERVICIOSERVICIO
PREPARARPREPARAR
MUESTRASMUESTRAS
PARAPARA
CALENTARCALENTAR
EN MUFLAEN MUFLA
CALEN-CALEN-
TAMIEN-TAMIEN-
TO ENTO EN
MUFLAMUFLA
MICROESTRMICROESTR
UCTURAUCTURA
DUREZADUREZA
TENSIONTENSION
ANALISIS DEANALISIS DE
RESULTADOSRESULTADOS

6. LA DUREZALA DUREZA
ES UNA PROPIEDAD FUNDAMENTAL DE LOS MATERIALES Y ESTA
RELACIONADA CON LA RESISTENCIA MECÁNICA. LA DUREZA PUEDE
DEFINIRSE COMO LA RESISTENCIA DE UN MATERIAL A LA
PENETRACIÓN O FORMACIÓN DE HUELLAS LOCALIZADAS EN UNA
SUPERFICIE. CUANTO MAS PEQUEÑA SEA LA HUELLA OBTENIDA EN
CONDICIONES NORMALIZADAS, MAS DURO SERÁ EL MATERIAL
ENSAYADO. EL PENETRADOR EN UN ENSAYO DE DUREZA ES
GENERALMENTE UNA ESFERA, PIRÁMIDE O CONO HECHO DE UN
MATERIAL MUCHO MAS DURO DEL QUE SE ENSAYA, COMO POR
EJEMPLO ACERO ENDURECIDO, DIAMANTE O CARBURO DE
TUNGSTENO SINTERIZADO.
EN LA MAYORÍA DE LAS PRUEBAS PATRÓN, LA CARGA SE APLICA
AL OPRIMIR LENTAMENTE EL PENETRADOR, PERPENDICULARMENTE
A LA SUPERFICIE ENSAYADA, POR UN PERIODO DETERMINADO. DE
LOS RESULTADOS OBTENIDOS SE PUEDE CALCULAR UN VALOR
EMPÍRICO DE DUREZA, CONOCIENDO LA CARGA APLICADA Y EL
ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL O LA PROFUNDIDAD DE LA
IMPRESIÓN. EL ENSAYO DE DUREZA NUNCA SE DEBE REALIZAR
CERCA DEL BORDE DE LA MUESTRA O CERCA DE OTRA
PENETRACIÓN YA EXISTENTE. EN ESTE ULTIMO CASO, LA DISTANCIA
MÍNIMA PARA EFECTUAR UNA PENETRACIÓN ES DE TRES VECES EL
DIÁMETRO DE LA PENETRACIÓN ANTERIOR. OTRA CONDICIÓN, ES
QUE EL ESPESOR DE LA PROBETA A ENSAYAR, SEA DE POR LO MENOS
10 ½ VECES EL
DIAMETRO DE LA IMPRESIÓN, CON EL FIN DE EVITAR EL EFECTO
YUNQUE.(BRINELL)
LAS PENETRACIONES MICROSCÓPICAS DE DUREZA SE HACEN
EMPLEANDO CARGAS MUY PEQUEÑAS Y SE USAN PARA ESTUDIAS
VARIACIONES LOCALIZADAS DE DUREZA EN MATERIALES
MONOFASICOS Y MULTIFASICOS (ALEACIONES), ASÍ COMO PARA
MEDIR LA DUREZA DE GRANOS METÁLICOS.
LA MAYORÍA DE LAS PRUEBAS DE DUREZA PRODUCEN
DEFORMACIÓN PLÁSTICA EN EL MATERIAL Y TODAS LAS VARIABLES
QUE INFLUYEN EN LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA LA AFECTAN; POR
EJEMPLO, YA QUE EL ESFUERZO DE CEDENCIA SE VE AFECTADO
CONSIDERABLEMENTE POR LA CANTIDAD DE TRABAJO EN FRÍO Y EL
TRATAMIENTO TÉRMICO AL QUE SE HALLA SOMETIDO EL
MATERIAL, LA DUREZA SE VERA AFECTADA POR LOS MISMOS
FACTORES. EN AQUELLOS MATERIALES QUE MUESTRAN
CARACTERÍSTICAS SIMILARES DE ENDURECIMIENTO POR TRABAJO,
EXISTE UNA VALIDA CORRELACIÓN ENTRE LA DUREZA Y LA
RESISTENCIA MÁXIMA A LA TENSIÓN. LA PRUEBA DE DUREZA PUEDE
HACERSE MUY FÁCILMENTE Y LA INFORMACIÓN OBTENIDA SE

7. EVALÚA INMEDIATAMENTE. POR ESTAS RAZONES Y POR SU
CARÁCTER NO DESTRUCTIVO, SE EMPLEA FRECUENTEMENTE PARA
CONTROL DE CALIDAD EN PRODUCCIÓN.
ADEMÁS DE LA RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN, OTROS
MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA DUREZA PUEDEN BASARSE EN EL
RASPADO DE LA SUPERFICIE O EN LA MEDICIÓN DEL REBOTE
ELÁSTICO DE UNA PELOTA DURA
ENSAYO DE DUREZA ROCKWELLENSAYO DE DUREZA ROCKWELL
SE APLICA A MATERIALES MAS DUROS QUE LA ESCALA BRINELL.
EN ESTE ENSAYO SE USAN PENETRADORES DE CARBURO DE
TUNGSTENO COMO BOLAS DE 1/16 DE PULGADA, 1/8, ¼ Y ½ DE
PULGADA, ESTE ULTIMO PARA MATERIALES MAS BLANDOS Y EN
CONO DE DIAMANTE CUYO ÁNGULO EN LA BASE ES DE 120º.
ENSAYO ROCKEWELL B. DISEÑADO PARA MATERIALES DE DUREZA
INTERMEDIA COMO ACEROS DE MEDIO Y BAJO CARBONO. SU
INDENTADOR ES LA BOLA DE 1/16 DE PULGADA, CUYA CARGA ES DE
100 KILOGRAMOS. SU ESCALA VA DE 40 A 100 RB.
ENSAYO ROCKEWELL C. SE EMPLEA EN MATERIALES MAS DUROS
QUE 100 RB. EL FUNCIONAMIENTO DE ESTE ENSAYO ES COMO SIGUE:
EL OBSERVADOR PRIMERO ACCIONA UNA PALANCA QUE PRESIONA
EL CONO DE DIAMANTE A UNA PEQUEÑA DISTANCIA ESTABLECIDA
DENTRO DE LA PROBETA. ESTO SE CONOCE COMO LA "PRECARGA"(10
KG|). EN SEGUIDA, SE DEJA ACTUAR LA CARGA RC NORMALIZADA DE
150 KILOGRAMOS, QUE PRESIONA AUN MAS EL DIAMANTE DENTRO DE
LA PROBETA. LUEGO CON LA MISMA PALANCA SE QUITA LA CARGA.
EN ESTE MOMENTO SE LEE LA DUREZA RC EN LA ESCALA Y LUEGO, SE
DESCARGA LA PALANCA. EL PRINCIPIO DE ESTE ENSAYO, ESTA EN
QUE A TRAVÉS DE UN SISTEMA DE PALANCAS SE REGISTRA EN LA
ESCALA LA PROFUNDIDAD DE PENETRACIÓN ENTRE LA PRECARGA Y
LA CARGA DE 150 KILOGRAMOS Y SE LEE DIRECTAMENTE EN RC.

8. Ensayo BRINELL.Ensayo BRINELL.
IndentadorIndentador: Esfera de 10mm de acero o: Esfera de 10mm de acero o
carburo de tungsteno.carburo de tungsteno.
CargaCarga = P= P
FórmulaFórmula:: HBNHBN ==
PROBETASPROBETAS
LAS PROBETAS UTILIZADAS TIENEN FORMAS Y DIMENSIONES
ESTANDARIZADAS POR L A ASTM, DIN, ICONTEC, SEGÚN EL
MATERIAL A ENSAYAR.
EN EL ENSAYO DE TRACCIÓN UN ESPÉCIMEN (PROBETA) SE
SOMETE A UNA FUERZA DE TRACCIÓN UNIAXIAL LA CUAL SE
INCREMENTA CONTINUAMENTE, MIENTRAS SE REALIZA
OBSERVACIÓN SIMULTANEA DE LA ELONGACIÓN DE LA PROBETA. LA
PROBETA DEL ENSAYO SE ENCUENTRA NORMALIZADA (ASTM E-8)
D = 0.500 PULG ± 0.010 PULG
G = 2.000 PULG ± 0.005 PULG
A = 2.250 PULG MÍNIMO (2 ¼ PULG)
F @ 1 PULG
R = 0.375 PULG (3/8 PULG)
H = 0.8125 PULG (13/16 PULG)
AREA EN D = 0.19635 PULG² O PUNTOS DE ELONGACIÓN
G: LONGITUD INICIAL
PROBETA CILÍNDRICA
A: SECCIÓN REDUCIDA
B: TRAMO DE CALIBRACIÓN
CO: LONGITUD INICIAL (50 MM @ 2 PULG)
R: RADIO DEL FILETE O BISEL (9.52 MM)
DO: DIÁMETRO INICIAL
PROBETA RECTANGULAR
AO: ANCHO DE LA PROBETA

9. BO: ESPESOR DE LA PROBETA
CURVA MATERIAL DUCTIL
CURVA DE MATERIAL
SEMIDUCTIL
MEDIDA PARA LA DUCTILIDADMEDIDA PARA LA DUCTILIDAD

10. EL CONCEPTO DE DUCTILIDAD ES CUALITATIVO, PUES ES UNA
PROPIEDAD SUBJETIVA DEL MATERIAL. EN GENERAL, LAS MEDIDAS
DE DUCTILIDAD SON DE INTERÉS EN TRES FORMAS:
• PARA INDICAR HASTA CUANTO MATERIAL PUEDE SER
FRACTURADO SIN DEFORMARSE EN OPERACIONES DE
PROCESOS DE CONFORMACIÓN, TALES COMO LAMINACIÓN O
EXTRUSIÓN.
• PARA INDICAR AL DISEÑADOR, DE MODO GENERAL, LA
HABILIDAD DEL METAL PARA FLUIR PLÁSTICAMENTE ANTES
DE FRACTURA.
• SIRVE COMO UN INDICADOR DE CAMBIO EN LOS NIVELES DE
IMPUREZA O CONDICIONES DEL PROCESO.
LAS MEDIDAS CONVENCIONALES DE DUCTILIDAD QUE SON
OBTENIDAS DEL ENSAYO DE TRACCIÓN SON LA DEFORMACIÓN
INGENIERIL EN LA FRACTURA EF Y LA REDUCCIÓN DE ÁREA EN LA
FRACTURA Q. AMBAS PROPIEDADES PROPIEDADES SE OBTIENEN
DESPUÉS DE FRACTURAR EL MATERIAL, JUNTANDO NUEVAMENTE LA
PROBETA Y REALIZANDO LAS MEDICIONES DE LF Y AF.
EF = (LF - LO)/LO Q = (AF - AO)/AO EF = DEFORMACIÓN
EN LA FRACTURA
AMBOS VALORES SE PUEDEN EXPRESAR EN PORCENTAJE.
VALORES TIPICOS DEL MODULO DE ELASTICIDAD
MODULO DE ELASTICIDAD PSI × 10-6
MATERIAL
TEMP.
AMBIENTE
400 O
F 800 O
F 1000 O
F 1200 O
F
ACEROS AL
CARBONO
30.0 27.0 22.5 19.5 18.0
PROPIEDADES ELASTICAS DE MATERIALES REPRESENTATIVOS A
TEMPERATURA ORDINARIA
MATERIAL
MODULO
YOUNG
E, 1010
N/M2
RELACION DE
POISSON
V
RIGIDEZ
ESPECIFICA E/P
106
N.M/KG.
ACERO 20 0.28 25

11. PARA CONVERTIR N/M2
EN KGF/CM2
, MULTIPLIQUE POR 1020 × 10-5
Y
EN LB/PULG2
, POR 1450 × 10-4
VALORES DE SM K Y N PARA METALES Y ALEACIONES
REPRESENTATIVOS
MATERIAL
ESFUERZO
DE FLUJO
SM 107
N/M2
COEFICIENTE
DE
RESISTENCIA
K, 105
N/M2
EXPONENTE N DE
ENDURECIMIENTO
POR
DEFORMACION
ACERO DE BAJO
CARBONO, RECOCIDO
21 50 0.28
ACERO CON 0.6 P
/ODE
CARBONO, TEMPLADO Y
REVENIDO
52 127 0.15
ACERO DE ALEACIÓN
(4135), LAMINADO EN
FRÍO
65 110 0.14
OBJETIVOS DE LA METALOGRAFÍAOBJETIVOS DE LA METALOGRAFÍA
IDENTIFICAR LOS PASOS QUE SE DEBEN SEGUIR PARA REALIZAR
UN ANÁLISIS METALOGRÁFICO.
IDENTIFICAR MEDIANTE UNA OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA LA
MICROESTRUCTURA DE ALEACIONES RECONOCIENDO ASÍ LAS FASES
PRESENTES Y LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS QUE HASTA EL
MOMENTO HABÍA SUFRIDO LA MUESTRA.
RELACIONAR LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE UN
METAL O ALEACIÓN CON SUS PROPIEDADES FÍSICAS O MECÁNICAS.
• CONOCER EL FUNCIONAMIENTO GENERAL DE UN MICROSCOPIO
METALOGRÁFICO, CON EL FIN DE UTILIZARLO EN EL ANÁLISIS DE
MUESTRAS.
• DETERMINAR LOS FACTORES DE LOS CUALES DEPENDE EL TAMAÑO
DE GRANO DE UN MATERIAL Y CONOCER SU INFLUENCIA SOBRE
LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE ESTE.

12. METALOGRAFÍAMETALOGRAFÍA
UN ENSAYO DE METALOGRAFÍA SE REALIZA CON EL FIN DE
OBTENER TODA LA INFORMACIÓN QUE ES POSIBLE ENCONTRAR EN
LA ESTRUCTURA DE LOS DIFERENTES MATERIALES. ESTE ENSAYO SE
REALIZA CON LA AYUDA DE UN MICROSCOPIO EN DONDE SE
OBSERVA LA ESTRUCTURA DE CIERTAS MUESTRAS, QUE NOS
PERMITIRÁN CONCLUIR QUE TIPO DE ALEACIÓN SE TIENE,
CONTENIDO DE CARBONO ( UNA APROXIMACION ) Y TAMAÑO DE
GRANO. UNA VEZ SE LOGRA ESTO LA MUESTRA SE PODRÁ
RELACIONAR CON LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS QUE SE
DESEAN.
UNO DE LOS OBJETIVOS MAS IMPORTANTES DE ESTE TIPO DE
PRUEBA, 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 HALLAREMOS 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
HETEROGENIDADES QUE TAN PROFUNDAMENTE PUEDAN MODIFICAR
LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y EL COMPORTAMIENTO GENERAL
DEL METAL.
PARA ESTE ENSAYO SE REQUIERE UNA GRAN TECNOLOGÍA Y
EXPERIENCIA POR QUE EL PROCESO DE ANÁLISIS METALOGRAFICO
ES DE GRAN CUIDADO Y PRECISIÓN.
EL ANÁLISIS DE LAS MICROFOTOGRAFÍAS ES COMPLEJO AUNQUE
SE REALICE A SIMPLE VISTA YA QUE SE DEBE TENER UN
CONOCIMIENTO AMPLIO DE LA GRAN CANTIDAD DE CASOS QUE SE
PUEDEN PRESENTAR.
PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO
SE TOMAN VARIOS PEDAZOS DE DIFERENTES ALEACIONES FERROSAS
Y NO FERROSAS TALES COMO: ACERO DE CONSTRUCCIÓN,
FUNDICIÓN GRIS, NODULAR Y BLANCA, LATÓN ROJO, LATÓN
AMARILLO, ALEACIÓN DE ALUMINIO, ACERO INOXIDABLE 304,
ACEROS DE HERRAMIENTAS, ETC; LAS CUALES SE PROCEDE A
REALIZARLES EL MONTAJE CORRESPONDIENTE EN UNA DE LAS

13. RESINAS COMERCIALES; ÉSTE MONTAJE SE HACE EN UNA PRENSA
ESPECIAL PARA ESTO; LUEGO SE REALIZAN LOS DIFERENTES
PULIDOS HASTA OBTENER UNA MUESTRA COMO UN ESPEJO. DESPUÉS
DE ESTO SE ATACA LA PROBETA CON UN REACTIVO QUIMICO CON EL
FIN DE QUE HALLA UN CONTRASTE PARA PODER OBSERVAR LA
MICROESTRUCTURA EN EL MICROSCOPIO, A UN NUMERO DE
AUMENTOS DETERMINADO.
ESTE EXAMEN METALOGRÁFICO SE REALIZA A CUALQUIER
ALEACIÓN PARA DETERMINAR MICROESTRUCTURAS Y A LOS
MATERIALES QUE HALLAN TENIDO DURANTE SU VIDA DE SERVICIO
ALGÚN TIPO DE FALLA O FRACTURA PARA PODER CATALOGAR
PORQUE OCURRIÓ ESTO EN DICHO MATERIAL.
PASOS PARA UN ANALISIS METALOGRAFICOPASOS PARA UN ANALISIS METALOGRAFICO
MUESTREO:MUESTREO: SE DEBE SELECCIONAR UNA MUESTRA LO MAS
REPRESENTATIVA POSIBLE, ES DECIR, SI ES UNA FALLA LO QUE SE
PRETENDE ANALIZAR SE DEBE TOMAR EL ÁREA MAS CERCANA A
ELLA Y OTRA ÁREA SANA PARA COMPARAR. LA MUESTRA SE TOMA
HACIENDO CORTES CON SIERRAS MANUALES SI EL MATERIAL ES
SUAVE O CON UN DISCO CORTADOR ABRASIVO SI EL MATERIAL ES
MUY DURO, SE DEBE LUBRICAR CONTINUAMENTE PARA FACILITAR
EL CORTE Y EVITAR EL RECALENTAMIENTO DE LA MUESTRA.
LA MUESTRA NO DEBE SER MUY GRANDE POR QUE SE DIFICULTA
EL PROCESO DE PULIDO Y SE RECOMIENDA HACER UN CORTE EN
CADA DIRECCIÓN (TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL) ESPECIALMENTE
PARA MUESTRAS DE ACERO Y ALEACIONES DE COBRE Y ALUMINIO,
PARA PODER DETERMINAR POR MEDIO DEL GRADO DE ORIENTACIÓN
DE LOS GRANOS, SI EL MATERIAL HA SUFRIDO ALGÚN
TRATAMIENTO O SI ESTA EN ESTADO BRUTO.
ESMERILADO BRUSCO O TOSCOESMERILADO BRUSCO O TOSCO: LA MUESTRA DEBE SER DE UN
TAMAÑO FÁCIL DE MANIPULAR, MIENTRAS SEA POSIBLE. UNA
MUESTRA BLANDA SE PUEDE APLANAR SI SE MUEVE LENTAMENTE
HACIA ARRIBA Y ABAJO A TRAVÉS DE UNA SUPERFICIE DE UNA
LIMA PLANA POCO ÁSPERA. LA MUESTRA DURA O BLANDA PUEDE
ESMERILARSE BURDAMENTE SOBRE UNA LIJA DE BANDA
(ROTATORIA), MANTENIENDO LA MUESTRA FRÍA SUMERGIÉNDOLA
FRECUENTEMENTE EN AGUA O ACEITE (SI EL MATERIAL ES MUY
PROPENSO A OXIDARSE) DURANTE LA OPERACIÓN DE ESMERILADO.
EN TODAS LAS OPERACIONES DE ESMERILADO Y PULIDO, LA
MUESTRA DEBE MOVERSE EN SENTIDO PERPENDICULAR A LAS
RALLADURAS EXISTENTES. ESTO FACILITARÁ DARSE CUENTA DEL
MOMENTO EN QUE LAS RALLADURAS MAS PROFUNDAS,

14. CARACTERÍSTICAS DEL ABRASIVO MAS FINO. EL ESMERILADO
CONTINUA HASTA QUE LA SUPERFICIE QUEDE PLANA Y LIBRE DE
MELLAS, IMPERFECCIONES Y TODAS LAS RALLADURAS DEBIDAS AL
CORTE MANUAL O AL DISCO CORTADOR NO SON VISIBLES.
MONTAJE:MONTAJE: PARA QUE EL MANEJO DE LA MUESTRA SEA MAS
SENCILLO Y SEGURO Y ADEMÁS QUE AL PULIR NO SE PIERDA NADA
DE LAS FRONTERAS DE LA PIEZA, SE ACOSTUMBRA MONTARLAS EN
RESINAS EPÓXICAS ACRÍLICAS O BAQUELITA, QUE SON MATERIALES
DE ALTA DUREZA Y MUY BUENA RESISTENCIA MECÁNICA Y A LA
CORROSIÓN. ESTE MONTAJE SE PUEDE HACER EN FRÍO O EN
CALIENTE.
ESTOS MATERIALES PLÁSTICOS SE ACOPLAN A LA MUESTRA EN
UNA PRENSA DE MONTAR ESPECIAL, LA MUESTRA Y LA CANTIDAD
CORRECTA DE POLVO DE LA RESINA O BAQUELITA O LA PREFORMA
DE BAQUELITA SE PONEN EN EL CILINDRO DE LA PRENSA DE
MONTAR, LA TEMPERATURA SE AUMENTA GRADUALMENTE HASTA
150 ºC Y SE APLICA UNA PRESIÓN DE MOLDEO (APROXIMADAMENTE
4000 LB/PULG²) SIMULTÁNEAMENTE. CUANDO LA MUESTRA ESTA
TOTALMENTE ADHERIDA Y LA RESINA CURADA SE EXTRAE
MIENTRAS ESTE CALIENTE.
LA LUCITA ES LA RESINA TERMOPLÁSTICA MAS COMÚN; ES
COMPLETAMENTE TRANSPARENTE CUANDO SE MOLDEA EN FORMA
ADECUADA. ESTA TRANSPARENCIA RESULTA ÚTIL CUANDO ES
NECESARIO OBSERVAR LA SECCIÓN EXACTA QUE SE PULE O CUANDO
CUANDO POR CUALQUIER RAZÓN SE DESEA VER POR COMPLETO LA
MUESTRA EN LA BASE. AL CONTRARIO SE LOS PLÁSTICOS
TERMOFIJADOS, LAS RESINAS TERMOPLÁSTICAS NO SUFREN CURA
A LA TEMPERATURA DE MOLDEO SINO QUE ADQUIEREN
ESTABILIDAD AL ENFRIARSE. LA MUESTRA Y LA CANTIDAD DE POLVO
SE LUCITA ADECUADAS SE PONEN EN LA PRENSA PARA MONTAR Y SE
SOMETEN A LA MISMA TEMPERATURA Y PRESIÓN QUE PARA LA
BAQUELITA. UNA VEZ ALCANZADA ESTA TEMPERATURA SE QUITA LA
BOBINA DE CALENTAMIENTO Y LAS ALETAS DE ENFRIAMIENTO SE
COLOCAN ALREDEDOR DEL CILINDRO PARA ENFRIAR LA BASE
HASTA 75 ºC EN UNOS 7 MINUTOS AL TIEMPO QUE SE MANTIENE LA
PRESIÓN DE MOLDEO. SI SE SACA LA BASE TODAVÍA CALIENTE O SI SE
DEJA ENFRIAR LENTAMENTE EN EL CILINDRO DE MOLDEO SIN
SACARLA SE APOCARÁ.
LAS MUESTRAS PEQUEÑAS PUEDEN MONTARSE EN FORMA
CONVENIENTE PARA PREPARARLAS METALOGRÁFICAMENTE EN UN
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN HECHO EN EL LABORATORIO.

15. PULIDO INTERMEDIO:PULIDO INTERMEDIO: DESPUÉS DE MONTADA LA MUESTRA SE PULE
SOBRE UNA SERIE DE HOJAS DE LIJA CON ABRASIVOS MAS FINOS
SUCESIVAMENTE.
POR LO GENERAL LAS OPERACIONES DE PULIDO INTERMEDIO CON
LIJAS DE ESMERIL SE HACEN EN SECO, SIN EMBARGO, EN CASOS,
COMO EL DE PREPARACIÓN DE MATERIALES SUAVES, SE PUEDE USAR
UN ABRASIVO DE CARBURO DE SILICIO, EL CUAL TIENE MAYOR
VELOCIDAD DE REMOCIÓN Y SE PUEDE USAR CON UN LUBRICANTE,
EL CUAL IMPIDE EL SOBRECALENTAMIENTO DE LA MUESTRA,
MINIMIZA EL DAÑO CUANDO LOS METALES SON BLANDOS Y TAMBIÉN
PROPORCIONA UNA ACCIÓN DE ENJUAGUE PARA LIMPIAR LOS
PRODUCTOS REMOVIDOS DE LA SUPERFICIE DE LA MUESTRA PARA
QUE EL PAPEL NO SE ENSUCIE.
LOS HIERROS GRISES, NODULARES Y MALEABLES NO DEBEN SER
SOMETIDOS AL PULIDO INTERMEDIO, SINO PASAR DIRECTAMENTE
AL PULIDO PARA EVITAR QUE SE ARRANQUE EL GRAFITO.
PULIDO FINO:PULIDO FINO: LA ULTIMA APROXIMACIÓN A UNA SUPERFICIE PLANA
LIBRE DE RALLADURAS SE OBTIENE MEDIANTE UNA RUEDA
GIRATORIA HÚMEDA CUBIERTA CON UN PAÑO CARGADO CON
PARTÍCULAS ABRASIVAS SELECCIONADAS EN SU TAMAÑO. EXISTEN
MUCHOS ABRASIVOS, SE PREFIERE LA GAMMA DEL OXIDO DE
ALUMINIO PARA PULIR METALES FERROSOS, LOS BASADOS EN COBRE
U OXIDO DE CERIO PARA PULIR ALUMINIO, MAGNESIO Y SUS
ALEACIONES. OTROS ABRASIVOS SON LA PASTA DE DIAMANTE,
OXIDO DE CROMO Y OXIDO DE MAGNESIO.
LA SELECCIÓN DEL PAÑO PARA PULIR DEPENDE DEL MATERIAL
QUE SE VA A PULIR Y EL PROPÓSITO DEL ESTUDIO METALOGRAFICO.
PULIDO ELECTROLITICOPULIDO ELECTROLITICO: ES UNA ALTERNATIVA DE MEJORA AL
PULIDO TOTAL PUDIENDO REEMPLAZAR AL FINO PERO MUY

16. DIFICILMENTE AL PULIDO INTERMEDIO. SE REALIZA COLOCANDO LA
MUESTRA SOBRE EL ORIFICIO DE LA SUPERFICIE DE UN TANQUE QUE
CONTIENE LA SOLUCIÓN ELECTROLITICA PREVIAMENTE
SELECCIONADA, HACIENDO LAS VECES DE ÁNODO. COMO CÁTODO SE
EMPLEA UN MATERIAL INERTE COMO PLATINO, ALEACIÓN DE
NÍQUEL, CROMO, ETC. DENTRO DEL TANQUE HAY UNA ASPAS QUE
CONTIENEN EN CONSTANTE AGITACIÓN AL LIQUIDO PARA QUE
CIRCULE PERMANENTEMENTE POR LA SUPERFICIE ATACÁNDOLA Y
PULIÉNDOLA A LA VEZ.
DEBEN CONTROLARSE EL TIEMPO, EL AMPERAJE, EL VOLTAJE Y
LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL ELECTROLITO PARA OBTENER UN
PULIDO SATISFACTORIO. MUCHAS VECES DESPUÉS DE TERMINADO
ESTE PULIDO LA MUESTRA QUEDA CON EL ATAQUE QUÍMICO
DESEADO PARA LA OBSERVACIÓN EN EL MICROSCOPIO.
ATAQUE:ATAQUE: MEDIANTE ESTE SE HACEN VISIBLES LAS
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL METAL O ALEACIÓN.
MEDIANTE UN REACTIVO EN LA SUPERFICIE PULIDA SE DIFERENCIAN
CLARAMENTE LAS PARTES DE LA MICROESTRUCTURA.
ATAQUEATAQUE
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 ataque puede realizarse mediante diferentes formas, a saber:
óptico, químico, electroquímico y físico.
· Ataque óptico: campo claro, campo oscuro, luz polarizada, contraste
de fase y contraste por interferencia (Nomarski).
· Ataque químico: para la gran mayoría de los materiales metálicos éste
el método más empleado. Puede realizarse por frotamiento
( empleando un algodón impregnado en el reactivo que se pasa
sucesivamente por la superficie pulida ) o mediante inmersión de la
muestra en el reactivo. Inmediatamente después del ataque la probeta
debe ser lavada con agua y secada con un chorro de alcohol y aire
caliente.

17. · Ataque electrolítico: está basado en los procesos redox.
· Ataque físico: con esta denominación se recogen los realizados por
bombardeo iónico (argón), ataque térmico y la deposición de capas de
interferencia.
EN LAS ALEACIONES COMPUESTAS DE DOS O MAS FASES, LAS
COMPONENTES SE REVELAN CUANDO EL REACTIVO ATACA A UNO O
MAS DE ESTOS CONSTITUYENTES DEBIDO A LA DIFERENCIA EN
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS FASES. EN LAS ALEACIONES
UNIFORMES SE OBTIENE CONTRASTE Y LAS FRONTERAS DE GRANO
SE HACEN VISIBLES DEBIDO A LAS DIFERENCIAS EN LA RAPIDEZ A
QUE LOS GRANOS SON ATACADOS POR EL REACTIVO. LA DIFERENCIA
EN LA RAPIDEZ DE ATAQUE DEPENDE DEL ÁNGULO ENTRE LAS
SECCIONES DE GRANO CON EL PLANO DE LA SUPERFICIE PULIDA. LAS
FRONTERAS DE GRANO APARECERÁN COMO VALLES EN LA
SUPERFICIE PULIDA. AL CHOCAR CON LA ORILLA DE ESTOS VALLES,
LA LUZ DEL MICROSCOPIO SE REFLEJA FUERA DEL MICROSCOPIO,
HACIENDO QUE LAS FRONTERAS DE GRANO APAREZCAN COMO
LÍNEAS OSCURAS.
REQUISITOS PARA EL INFORMEREQUISITOS PARA EL INFORME
- PARA LAS MUESTRAS ANALIZADAS, DECIR CUALES SON LAS FASES,
COMPOSICIÓN QUÍMICA, TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y
APLICACIONES INDUSTRIALES.
- DECIR ALGUNOS REACTIVOS DE ATAQUE PARA LAS MUESTRAS
ANALIZADAS.
- CUALES SON LOS PRINCIPALES MÉTODOS PARA MEDIR TAMAÑO DE
GRANO. EXPLÍQUELOS.
- COMO INFLUYE EL TAMAÑO DEL GRANO EN LAS PROPIEDADES
MECÁNICAS Y QUÍMICAS.
- QUE ES CEMENTACIÓN Y A QUE TIPOS DE ACEROS SE LES REALIZA.
EXPLIQUE LOS TIPOS.

18. DIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO-CARBONODIAGRAMA DE EQUILIBRIO HIERRO-CARBONO
Existen dos formas de identificar los aceros: la primera es a través
de su composición química, por ejemplo utilizando la norma AISI:
Nº AISI: Descripción Ejemplo
10XX Son aceros sin aleación con 0,XX % de C (1010; 1020; 1045)
41XX Son aceros aleados con Mn, Si, Mo y Cr (4140)

19. 51XX Son aceros aleados con Mn, Si y C (5160)
La Tabla 1 relaciona la nomenclatura AISI-SAE con los
valores de resistencia, ductilidad y dureza, conceptos que se
explicarán más adelante. Sirve para relacionar la composición
química y las propiedades mecánicas de los aceros. . En las
Tablas 2 y 3 se entrega información detallada de la
composición química de diversas aleaciones listadas en base
su número AISI-SAE.
Nº SAE o
AISI
Resistencia
a la tracción
Rm
Límite de
fluencia
Re
Alargamiento
en 50 mm
Dureza
Brinell
Kgf / mm2
Mpa Kgf/mm2
Mpa %
1010 40,0 392,3 30,2 292,2 39 109
1015 42,9 420,7 32,0 313,8 39 126
1020 45,8 449,1 33,8 331,5 36 143
Tabla 1
Propiedades Mecánicas. Barras de acero en caliente.
Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, en
donde la probeta se comporta como un resorte: si se quita la carga en
esa zona, la probeta regresa a su longitud inicial.
Se tiene entonces que en la zona elástica se cumple:
F = K (L - L0)
F: fuerza
K: cte del resorte
L: longitud bajo carga
L0: longitud inicial
Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el
punto de fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una
deformación permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la
probeta quedaría más larga que al principio. Deja de ser válida

20. nuestra fórmula F = K (L - L0) y se define que ha comenzado la zona
plástica del ensayo de tracción. El valor límite entre la zona elástica y
la zona plástica es el punto de fluencia (yield point) y la fuerza que lo
produjo la designamos como:
F = Fyp (yield point)
Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada
acero, para llegar a un máximo en F = Fmáx. Entre F = Fyp y F = Fmáx la
probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo largo de toda
su longitud. En F = Fmáx la probeta muestra su punto débil,
concentrando la deformación en una zona en la cual se forma un
cuello.
La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la
carga deje de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada
en menor área, provocando la ruptura.
La figura 9 muestra la forma de la probeta al inicio, al momento de
llegar a la carga máxima y luego de la ruptura.
Figura 9
Para expresar la resistencia en términos independientes del tamaño
de la probeta, se dividen las cargas por la sección transversal inicial
Ao , obteniéndose:

21. resistencia a la fluencia:
yp =
Fyp
A0
resistencia a la tracción:
ult =
Fmáx
A0
Obs:
yp=Re
ult = Rm (en alguna literatura)
Unidades : Kg/mm2
o Mpa o Kpsi
Considerando una probeta cilíndrica
Ao = ( )
La figura 10 ilustra una probeta al inicio del ensayo indicando las
medidas iniciales necesarias.
Figura 10
Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos
parámetros: El alargamineto final Lf (Figura 11) y el diámetro final
Df , que nos dará el área final Af .

22. Figura 11
Estos parámetros se expresan como porcentaje de reducción de área
%RA y porcentaje de alargamiento entre marcas % L:
% RA= x 100 %  L = x 100.
Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la
ductilidad del material, que es la capacidad para fluir, es decir, la
capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. La
fragilidad se define como la negación de la ductilidad. Un material poco
dúctil es frágil. La Figura 12 permite visualizar estos dos conceptos
gráficamente.
CURVA FUERZA-DEFORMACIÓN DE UN ACEROCURVA FUERZA-DEFORMACIÓN DE UN ACERO
(ENSAYO DE TRACCIÓN)(ENSAYO DE TRACCIÓN)

23. BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA
• http://materiales.eia.edu.co/laboratorios/Dureza/ensayos_
de_dureza.htm
• http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/materiales/materials6-
2.htm
• http://www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/inf-metl.html
• Introducción a la metalurgia física
Sydney H. Avner
 Tratamientos térmicos de los aceros
José Apraiz Barreiro