Preparación de muestras de hierro fundido
Esta guía mejorará su preparación metalográfica de hierro fundido. La principal dificultad de la preparación metalográfica del hierro fundido es mantener el grafito en su estado y tamaño originales de acuerdo a su forma laminar, nodular o templada. En el hierro gris, el carbono se presenta a modo de grafito; mientras que en el hierro fundido blanco está presente en forma de carburo de hierro y carburos aleados.
Debido a que la morfología del grafito ejerce una gran influencia en las propiedades mecánicas del hierro fundido, el control de calidad metalográfico en el hierro gris es una parte esencial del proceso de producción de hierro fundido.
El proceso de control de calidad metalográfico del hierro fundido implica:
- Evaluar el tamaño y la distribución del grafito en muestras no grabadas y pulidas utilizando tablas de referencia estándar o análisis de imágenes.
- Grabar las muestras para examinar la estructura de la matriz, dependiendo de las especificaciones.
Un hecho interesante es que el grafito es sorprendentemente tridimensional, aunque se perciba como bidimensional.
¿Cómo mantener el grafito en su forma y tamaño originales?
Un error típico de preparación es la eliminación insuficiente de metal con manchas de la matriz después del esmerilado, lo que puede ocultar la forma y el tamaño verdaderos del grafito. Esto es aún más evidente en el caso del hierro fundido ferrítico y austenítico, por ser más propenso a la deformación y el rayado. Para abordar este aspecto, es esencial un exhaustivo pulido final y de diamante. Verificación para demostrar que el carbono se retiene por completo utilizando un aumento superior a 100x.
¿Sabía que el grafito bien pulido es de color gris y no negro? Véase la figura 1.
Fig. 1. Aparece en negro cuando se observa con un aumento menor, como se muestra en la siguiente imagen, de hierro fundido ferrítico con grafito esferoidal, grabado con Nital. El carbono está presente como grafito en forma esférica. Dicha forma esférica mejora la resistencia respecto al hierro fundido en forma laminar, aunque la dureza del material es inferior debido a la falta de cementita en la matriz ferrítica.
Imagen captada con un microscopio digital Smartzoom 5 de Zeiss, con ampliación aproximada de 500x.
Los retos asociados a la preparación de hierros fundidos con grafito pueden agravarse en situaciones donde la metalografía es una parte integral del sistema de calidad de la línea de fundición con limitaciones de tiempo. Comprender y abordar estas dificultades ayudará a su fundición a obtener resultados consistentes.
Solución de hierro fundido:
- Fase de corte: se recomienda un disco de nitruro de boro cúbico, y si se cortan secciones más grandes, un proceso automático es más eficiente que uno manual.
- Embutición: a menudo, las fundiciones utilizarán muestras sin embutir, y con un soporte para muestras, puede empernar sus muestras para las etapas de esmerilado y pulido, preparando hasta 6 unidades a la vez.
- Pasos de esmerilado y pulido: utilice una superficie de esmerilado de diamante y complete un pulido de diamante exhaustivo utilizando superficies de pulido duras e incluya un paso de pulido de óxido final.
Fig. 2. El hierro gris preparado con esmerilado fino utilizando una superficie de diamante muestra una buena retención de bordes que se puede obtener optimizando los métodos de preparación.
Esmerilado y pulido de muestras de hierro fundido
Seleccione la superficie adecuada para reducir la deformación:
- Los hierros fundidos blancos duros y los hierros ADI de Struers recomiendan utilizar una superficie de diamante como MD-Piano 220 y también un esmerilado fino con diamante MD-Allegro.
- El hierro fundido de dureza baja-media con matriz ferrítica, austenítica o perlítica debería someterse a esmerilado plano con lámina/papel de carburo de silicio y esmerilado fino con disco MD-Largo.
- Para el hierro fundido que se corroe durante el pulido, se recomienda utilizar suspensión de diamante sin agua, A y lubricante amarillo.
El método de 4 pasos de Struers para hierro fundido blanco utiliza superficies MD de Struers, que garantizan una eliminación uniforme del material sin manchas en fases blandas ni virutas en fases quebradizas.
Paso uno: MD-Piano 220.
Paso dos: paso de esmerilado fino con MD-Allegro combinado con DiaPro Allegro/Largo 9.
Paso tres: MD-Dac con DiaPro 3.
Paso cuatro: MD-Nap DiaPro Nap B1.
Después del primer paso, el esmerilado fino y el pulido deben completarse en 10 minutos. Si sus técnicas llevan más tiempo, pruebe los métodos recomendados anteriormente para obtener resultados más rápidos y uniformes; consulte todos los tiempos de pulido y los detalles de la fuerza.
Los hierros fundidos con grafito se pueden preparar en 3 pasos y en 11 minutos, aunque muchos técnicos de laboratorio prefieren añadir un paso de OP-Chem durante un minuto al final.
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