Microscopía

Métodos de determinación del tamaño de grano

Al observar con el microscopio una muestra de metal bien preparada, se puede ver que la estructura está formada por multitud de granos de diversos tamaños. El tamaño de estos granos es importante para muchas propiedades del metal como la dureza, la resistencia, la elongación, la capacidad de embutición profunda, etc.

El "tamaño de grano" de un metal puede variar al utilizar distintos métodos. Las mediciones del tamaño de grano se utilizan para determinar si el proceso se ha llevado a cabo correctamente o si se ha alcanzado el tamaño de grano requerido para la aplicación prevista. La estructura del grano visible en la sección metalográfica, que puede reconocerse por los límites de grano, en principio no dice nada sobre el tamaño real del grano, ya que la superficie de la sección solo representa una sección plana a través de los granos reales. No se puede determinar si esta sección se ha realizado en el "ecuador" o en el "polo" del grano.

Por eso se ha establecido para definir el tamaño de grano de un metal, con ayuda de las superficies de corte visibles en la micrografía. La indicación de un tamaño medio es suficiente, ya sea con el diámetro medio del grano o con la superficie media de los cristalitos. Para aplicaciones que requieran una mayor precisión, se debe determinar la estadística del grano. 

La comprobación del tamaño de grano de la ferrita y la austenita según la norma DIN EN ISO 643 suele realizarse a nivel microscópico con un aumento de 100:1. A menudo se utiliza el método de comparación para granos equiaxiales que no presentan ninguna elongación; este método es lo suficientemente preciso y el más rápido de realizar. Para granos elongados o para una mayor precisión, debe utilizarse el método de intersección de líneas o el método de recuento. Las líneas gemelas en los granos no se evalúan como límites de grano, sino como parte de la estructura cristalina dentro de los límites de grano que los encierran. Las muestras para la evaluación metalográfica se lijan, se pulen y se someten al ataque químico en función de su material y de su estado.

Medición del espesor de capa

La medición del espesor de capa de las capas compuestas después de la nitruración se recoge en la norma DIN 30902 "Determinación mediante microscopía óptica del espesor y la porosidad de las capas compuestas de piezas de trabajo nitruradas y nitrocarburadas". Tras un lijado adecuado, la capa compuesta se mide preferentemente con un aumento de 1000:1. Debe garantizarse que las mediciones solo se realicen cuando:

• No haya ningún hueco entre el compuesto de embutición y la superficie de la pieza que se va a examinar.
• La capa de compuesto no presente roturas o grietas producidas durante el proceso de lijado.
• La zona esté suficientemente alejada de un borde.

El espesor de la capa se medirá en un mínimo de diez puntos a lo largo de una longitud aproximada de 5 mm. El resultado se indicará como el valor medio aritmético redondeado y sin decimales, de la siguiente manera:

• Espesor de la capa compuesta: CLT = 16 µm; CLT significa "Compound Layer Thickness" (espesor de la capa compuesta).

Si se indica el espesor de la parte porosa de la capa compuesta, el CLT debe llevar el índice p:

• Espesor de la parte porosa de la capa compuesta: CLTp = 4 µm

Si se indica el espesor de la parte no porosa de la capa intermedia, el CLT se indicará con el índice np:

• Espesor de la parte no porosa de la capa compuesta: CLTnp = 12 µm

El moderno software de procesamiento de imágenes permite realizar la medición automática del espesor de capa. Este método de análisis está disponible en los durómetros de QATM.