Microscopía de Materiales: Recocido, Ataque Químico y Microestructuras del Zinc

Finalidad del Recocido y Efecto de la Temperatura

El objetivo del recocido es eliminar el endurecimiento causado por la deformación en frío de los metales, creando una estructura cristalina que les otorga brillo y mejora su conductividad. En el caso de los aceros, el recocido aumenta la ductilidad del material y su tenacidad.

Observación de una Probeta Metálica con Microscopio Óptico

Preparación de la Muestra: Lijado y Pulido

Tras realizar los tratamientos de lijado y pulido en una probeta metálica, pero sin llevar a cabo un ataque químico, se pueden observar ciertas características superficiales bajo el microscopio óptico. Sin embargo, la visualización de la microestructura interna, como los granos cristalinos, se ve limitada.

Importancia del Ataque Químico

La función principal del ataque químico es revelar las características estructurales del metal o aleación. La reactividad química de los granos en un material monofásico depende de su orientación cristalográfica. Por lo tanto, en una probeta policristalina, el ataque varía de un grano a otro. La estructura superficial observada con el microscopio dependerá de cómo se refleje la luz en cada grano.

A lo largo de los límites de grano, se forman pequeños surcos como consecuencia del ataque. Los átomos situados en estos límites son más reactivos y se disuelven con mayor facilidad que los del interior de los granos. Estos surcos se hacen visibles en la observación macroscópica porque reflejan la luz según un ángulo distinto al de los granos.

Para el examen de la microestructura de una aleación bifásica, se elige un reactivo que produzca diferentes estructuras en cada fase, de modo que se puedan distinguir ambas con facilidad. La selección del reactivo de ataque está determinada por el metal o aleación y la estructura específica que se busca.

Microestructuras del Zinc: Enfriamiento Lento vs. Rápido

Las diferentes microestructuras que se pueden observar en una probeta de zinc dependen de la velocidad de enfriamiento. Esto se relaciona con los conceptos de crecimiento planar (lento) y crecimiento dendrítico (rápido).

Crecimiento Planar (Enfriamiento Lento)

En el crecimiento planar, el recipiente o molde debe absorber el calor. El líquido se enfría hasta el equilibrio, y el sólido se encuentra por debajo o en la temperatura de solidificación. La muestra comienza a solidificarse desde el exterior hacia el interior del líquido, originando granos equiaxiales.

Crecimiento Dendrítico (Enfriamiento Rápido)

En el crecimiento dendrítico, el líquido se subenfría antes de que se forme el sólido. Se forma una dendrita (un pequeño sólido) que transfiere su calor al líquido circundante. El líquido alcanza la temperatura de solidificación, lo que provoca el crecimiento de las dendritas hasta que todo el líquido alcanza la temperatura de solidificación.

Ataque Químico en Probetas de Acero

En una probeta de acero, es necesario realizar un ataque químico para poder observar los granos cristalinos. Esto se debe a que el ataque químico hace visibles las características del metal o aleación. La reactividad química actúa de manera distinta en cada grano, dependiendo de su orientación. En las paredes del grano, se forman pequeños surcos debido al ataque. Estos surcos se pueden ver al microscopio porque la luz incide de diferente forma.

Para analizar una aleación bifásica, se elige un reactivo que produzca diferentes texturas en cada fase, para que se distingan las fases con facilidad. El reactivo se elige según el metal o aleación y la estructura que se busca.