¿Por qué importa la preparación metalográfica?
La preparación de probetas metalográficas es el paso previo y más crítico antes de cualquier análisis al microscopio. Una muestra mal preparada genera artefactos que se confunden con defectos reales del material: rayaduras que parecen grietas, deformación plástica que altera el tamaño de grano aparente, o bordes redondeados que enmascaran las fases presentes.
El objetivo es obtener una superficie plana, libre de rayaduras y sin deformación — lo que se conoce como acabado especular. Solo sobre esa superficie el ataque químico revelará fielmente la microestructura real del material.
El pulido final con pasta de diamante produce la superficie especular necesaria para revelar la microestructura del material.
1. Corte
El corte es el primer paso y define la zona de interés que se va a analizar. Se realiza con una cortadora metalográfica de disco abrasivo o de precisión, dependiendo del material y el tamaño de la muestra.
Puntos clave:
- Seleccionar el disco de corte adecuado para el material (discos de óxido de aluminio para aceros, carburo de silicio para materiales no ferrosos).
- Usar refrigerante abundante durante el corte para evitar alteración térmica de la microestructura.
- No forzar la velocidad de avance — un corte lento y constante produce menos daño superficial.
- Identificar y orientar la muestra correctamente antes de cortar (sección transversal vs. longitudinal).
2. Montaje
El montaje encapsula la muestra en un material de soporte (resina) para facilitar su manipulación durante el desbaste y pulido. Existen dos métodos principales:
Montaje en caliente (prensa): La muestra se coloca en una prensa metalográfica con resina termoplástica (baquelita, Durofast) o termoestable. Se aplica presión y temperatura (~150°C) durante varios minutos. Ideal para producción en serie.
Montaje en frío (resina epóxica): Se mezcla resina con endurecedor y se vierte en un molde. Cura a temperatura ambiente en 8-24 horas. Se usa cuando la muestra es sensible al calor o tiene geometría compleja.
El diámetro estándar de montaje es 25mm (1”), 30mm o 40mm, según el portamuestras del equipo de desbaste.
3. Desbaste (Grinding)
El desbaste elimina la capa dañada por el corte y aplana la superficie progresivamente. Se realiza con papeles de lija de carburo de silicio (SiC) de grano decreciente:
Secuencia típica: #120 → #240 → #320 → #400 → #600 → #800 → #1200
- Girar la muestra 90° al cambiar de grano para verificar que las rayaduras del grano anterior desaparecieron.
- Usar agua corriente como lubricante durante todo el desbaste.
- Aplicar presión uniforme — presionar más de un lado genera superficies inclinadas.
- Lavar la muestra con agua y secar entre cada cambio de grano para evitar contaminación cruzada.
4. Pulido
El pulido elimina las rayaduras finas que dejó el desbaste y produce el acabado especular. Se realiza en paños de pulido con suspensiones abrasivas progresivamente más finas:
Secuencia típica:
- Pulido grueso: Paño duro + pasta de diamante de 6 μm o 3 μm.
- Pulido fino: Paño suave + pasta de diamante de 1 μm.
- Pulido final (opcional): Paño de seda + suspensión de alúmina (0.3 μm o 0.05 μm) o sílice coloidal.
La superficie debe verse completamente libre de rayaduras bajo el microscopio antes de proceder al ataque. Si quedan rayaduras visibles, regresar al paso anterior.
5. Ataque químico (Etching)
El ataque químico revela la microestructura al disolver selectivamente los límites de grano y las diferentes fases del material. El reactivo y tiempo de ataque dependen del material:
- Nital (2-5%): Ácido nítrico en etanol. El más común para aceros al carbono y de baja aleación. Tiempo: 5-15 segundos.
- Picral (4%): Ácido pícrico en etanol. Revela mejor la perlita y los carburos. Tiempo: 10-30 segundos.
- Vilella: Para aceros inoxidables y aleaciones de alta resistencia.
Después del ataque, enjuagar inmediatamente con alcohol, secar con aire caliente y observar al microscopio. Si el ataque es insuficiente, repetir; si es excesivo, repulir y atacar de nuevo.
Errores frecuentes en la preparación
Saltar granos de lija
Pasar de #240 directo a #600 deja rayaduras profundas que no se eliminan en el pulido.
No lavar entre cambios de grano
Partículas del grano anterior contaminan el siguiente paso y generan rayaduras nuevas.
Aplicar presión excesiva durante el pulido
Genera deformación plástica subsuperficial que altera el tamaño de grano aparente y las fases visibles.
Cortar sin refrigerante
El calor del corte en seco provoca transformaciones de fase y recristalización que falsean el análisis.
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