Metalografía QUÍM.

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Química

Para profundizar en el estudio de los metales (v.), ha sido preciso ordenar los conocimientos que de ellos se tienen de forma coherente. Así ha surgido, entre otras disciplinas, la m., que puede definirse como el arte y la ciencia de tratar y observar los metales para su mejor uso y entendimiento, mediante la correcta interpretación de sus propiedades a través de su composición y de su microestructura.

Se puede decir que los instrumentos de esta ciencia son: el microscopio y el pirómetro. Las herramientas: el horno, la fragua, el martillo y el agua. Sus fundamentos, la Química y la Física.

Las propiedades de los materiales metálicos dependen, sólo en parte, de su composición. Si se trata de metales puros, sus propiedades pueden variar en función del tamaño de los pequeños cristales -granos- que forman el macroagregado policristalino que es el sólido metálico, o de que este sólido esté "agrio" (deformado en frío) o recristalizado. Si son varios los elementos componentes del material -metal base y otros elementos metálicos o no, es decir, si se trata de una aleación (v.)- sus propiedades vienen determinadas por la naturaleza, el tamaño, la forma y la distribución de. las fases presentes, entendiendo por fase, en un sistema heterogéneo, cada una de las porciones homogéneas separables por procedimientos mecánicos.

La m. ha desarrollado técnicas de observación e interpretación de las estructuras metálicas, identificando y justificando las fases presentes en estos materiales sólidos en función de la temperatura y de la composición del sistema, acudiendo para esa justificación a los diagramas defase o de equilibrio. En estos diagramas se representan, para cada temperatura y composición de la aleación, las fases que hay presentes y en equilibrio, la composición que tienen, y la proporción en que se encuentran. Si el sistema no está en equilibrio, los constituyentes de la aleación (que no son casi nunca los componentes puros), pueden o no ser las fases previstas en el diagrama y, aunque lo sean, la composición de estas fases, su tamaño, su forma y su distribución pueden ser muy diferentes y, como consecuencia, también pueden serlo las propiedades del sólido. Los constituyentes -no los componentesde las aleaciones, y la naturaleza y morfología de las fases presentes, pueden modificarse por los tratamientos térmicos. Por eso es importante que por técnicas metalográficas se experimenten estos cambios y se interpreten sus resultados.

La observación microscópica de las probetas metálicas ha de hacerse sobre superficie plana y pulida a espejo, y a veces luego atacada químicamente, para revelar las distintas fases y constituyentes de la microestructura. Tratándose de materiales opacos, han de iluminarse por reflexión. La preparación de la superficie se hace por desbastes sucesivos en papeles de abrasivos cada vez más finos, para terminar con suspensiones de alúmina, magnesia o pastas de polvo de diamante, extendidas sobre paños adecuados. También se puede acabar con un pulido electroquímico. El pulido metalográfico es un complejo de paciencia, habilidad y técnica. El resultado es la microestructura que muchos materiales metálicos revelan cuando se observan al microscopio. La distribución, forma y tamaño de las fases tiene muchas veces la calidad de una obra de arte, además de su contenido científico y su utilidad (fig. 1 y 2).

Los microscopios electrónicos, bien por transparencia de láminas delgadas, bien por réplica de la superficie preparada -en plástico, carbón, óxido, etc- o bien por barrido (scanning) de la superficie, incluso sin preparar, han sido incorporados recientemente a los instrumentos de observación y estudio, ampliando así enormemente las posibilidades y el campo de la m. En este mismo sentido hay que destacar el empleo reciente de la microsonda electrónica, que permite análisis cuantitativos en puntos de la superficie de 10-3 mmz y los aparatos de difracción de rayos X para estudio cristalográfico de las estructuras, y el análisis químico por espectrofotometría de luz visible o de rayos X.

V. t.: ALEACIONES; MICROSCOPíA; METALES

FELIPE A. CALVO

BIBL.: F. A. CALVO, Metaiografía práctica, Madrid 1972; A. PRINCE, Alloy phase equilibria, Londres 1966; D. G. BRANDON, Modern techniques in Metallography, Londres 1966; J. NUTTING y R. G. BAKER, The microstructure of metals, Londres 1965