Una técnica para exponer características en metales
El grabado metalográfico es una técnica química utilizada para resaltar las características de los metales a niveles microscópicos. Al estudiar el carácter , 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 expone el grabado los problemas en los metales?
La mayoría de las características metalúrgicas son de tamaño microscópico; no se pueden ver ni analizar sin una ampliación óptica de al menos 50x y hasta 1000x cuando se usan microscopios ópticos.
Para analizar tales características, una muestra metálica debe pulirse hasta obtener un acabado similar a un espejo muy fino. Desafortunadamente, bajo un microscopio, una superficie tan finamente pulida se ve como un campo blanco liso.
Para crear un contraste entre los elementos de la microestructura del metal, se utilizan soluciones químicas conocidas como "etchants". Los etchants 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 las tasas relativas de corrosión cuando se exponen a un grabador.
Etchants se utilizan para exponer:
- la forma y el tamaño de los límites del 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 las soldaduras
- uniformidad, calidad y espesor de los materiales de revestimiento
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 tal como un alcohol. El grabado electroquímico es una combinación de grabado químico con una tensión / corriente eléctrica ".
Cómo se usa el grabado para prevenir la falla del metal
Los metalúrgicos son científicos que se especializan en la estructura y química de los metales. Cuando los metales fallan (por ejemplo, una estructura colapsa), es importante comprender las razones. Los metalúrgicos examinan muestras del metal para determinar las razones del fracaso.
Hay más de una docena de diferentes soluciones de grabado compuestas por componentes como amoníaco, peróxido de hidrógeno y ácido clorhídrico. Diferentes soluciones son útiles para grabar diferentes metales. Por ejemplo, ASTM 30, compuesto de amoníaco, peróxido de hidrógeno (3%) y DI Water, se usa para grabar cobre. Keller's Etch, compuesto de agua destilada, ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico, es el mejor para grabar aluminio y aleaciones de titanio.
Al grabar con diferentes sustancias químicas, los metalúrgicos pueden exponer una variedad de posibles problemas en muestras de metales. El grabado puede revelar pequeñas grietas, poros o inclusiones en muestras de metal. La información proporcionada por 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.