El grabado metalográfico es una técnica química utilizada para resaltar las características de los metales a niveles microscópicos. Al estudiar el personaje, la cantidad y la distribución de estas características diferentes, los metalúrgicos pueden predecir y explicar las propiedades físicas y las fallas de rendimiento de una muestra determinada de metal.
Cómo el grabado expone los problemas en los metales
La mayoría de las características metalúrgicas son de tamaño microscópico; no pueden verse ni analizarse sin un aumento óptico de al menos 50x y hasta 1000x cuando se usan microscopios de luz.
Para analizar tales características, se debe pulir una muestra metálica con un acabado muy fino similar al espejo. Desafortunadamente, bajo un microscopio, una superficie tan finamente pulida parece un campo blanco liso.
Para crear un contraste entre los elementos de la microestructura del metal, se utilizan soluciones químicas conocidas como grabadores. Los grabadores corroen selectivamente algunos de esos elementos, que aparecen como regiones más oscuras. Esto es posible porque las diferencias en la composición, estructura o fase de un metal alteran la relativa
tasas de corrosión cuando se expone a un grabador.Los grabadores se usan para exponer:
- La forma y el tamaño de los límites de grano (defectos en la estructura cristalina)
- fases metálicas (diferentes tipos de metal en una aleación)
- inclusiones (pequeñas cantidades de material no metálico)
- La integridad de los puntos de soldadura, particularmente en productos electrónicos.
- grietas y otros problemas en soldaduras
- uniformidad, calidad y grosor de los materiales de recubrimiento
Tipos de grabado metalográfico
Según el sitio web Metalographic.com, "El grabado es un proceso para revelar la estructura del material, las técnicas comunes de grabado incluyen:
- Químico
- Electrolítico
- Térmico
- Plasma
- Sal fundida
- Magnético
Las dos técnicas más comunes son el grabado químico y electroquímico. El grabado químico es típicamente una combinación de un ácido o una base con un agente oxidante o reductor en un soluto como un alcohol. El grabado electroquímico es una combinación de grabado químico con un voltaje / corriente eléctrica ".
Cómo se usa el grabado para prevenir la falla del metal
Metalúrgicos son científicos especializados en la estructura y química de los metales. Cuando los metales fallan (por ejemplo, una estructura se derrumba), es importante entender las razones. Los metalúrgicos examinan muestras del metal para determinar las razones del fracaso.
Hay más de una docena de soluciones de grabado diferentes formadas por componentes como amoníaco, peróxido de hidrógeno y ácido clorhídrico. Diferentes soluciones son útiles para grabar metales diferentes. Por ejemplo, ASTM 30, compuesto de amoníaco, peróxido de hidrógeno (3%) y agua desionizada, se usa para grabar cobre. Keller's Etch, que se compone de agua destilada, ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico, es el mejor para grabar aleaciones de aluminio y titanio.
Al grabar con diferentes productos químicos, los metalúrgicos pueden exponer una variedad de posibles problemas en muestras de metal. El grabado puede revelar pequeñas grietas, poros o inclusiones en muestras de metal. La información proporcionada por el grabado permite a los metalúrgicos descubrir por qué falló el metal. Una vez que se identifica un problema en particular, es posible evitar el mismo problema en el futuro.