Metalografía e interpretación

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
INGENIERIA INDUSTRIAL 
CATEDRA MATERIALES INDUSTRIALES 
AÑOLECTIVO:2020 
 
TEMA 5 - METALOGRAFÍA E INTERPRETACIÓN. 
 
1 - METALOGRAFÍA PRÁCTICA: 
 
1.1 – Introducción teórica: 
 La metalografía es, esencialmente, el estudio de las características estructurales o de 
constitución de un metal o una aleación para relacionar ésta con las propiedades físicas y 
mecánicas. 
 
Sin duda alguna, la parte más importante de la metalografía es el examen microscópico de una 
probeta adecuadamente preparada, empleando aumentos que, con el microscopio metalográfico, 
oscilan entre 100 y 2000 aumentos, aproximadamente. Tales estudios microscópicos, en manos 
de un metalógrafo experimentado, proporcionan una abundante información sobre la 
constitución del metal o aleación investigados. Mediante ellos se pueden definir características 
estructurales, como el tamaño de grano, con toda claridad; se puede conocer el tamaño, forma y 
distribución de las fases que comprenden la aleación y de las inclusiones no metálicas, así como 
la presencia de segregaciones y otras heterogeneidades que tan profundamente pueden modificar 
las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal. 
 
Cuando el examen microscópico ha permitido la determinación de estas y otras características 
constitucionales, es posible predecir con gran seguridad el comportamiento del metal cuando se 
le utilice para un fin específico. Importancia parecida tiene el hecho de que, con ciertas 
limitaciones, la microestructura refleja casi la historia completa del tratamiento mecánico y 
térmico que ha sufrido el material. 
 
La experiencia demuestra que poco a nada se puede obtener del examen microscópico si antes 
no se prepara adecuadamente la probeta, para obtener una superficie satisfactoria, con arreglo a 
normas más o menos rígidas y precisas. Una preparación defectuosa de la probeta puede 
arrancar todas las inclusiones interesantes, destruir los bordes de grano y, en resumen, originar 
una estructura, por lo menos en la superficie, que no guarde ninguna relación con la 
verdaderamente representativa y característica del metal. Esta claro que el examen tal superficie 
dará lugar a interpretaciones erróneas y a conclusiones inadmisibles. 
 
La preparación de la probeta consiste, en general, en obtener primero una superficie plana y 
semipulida, mediante el empleo de papeles de esmeril de finura de grano creciente o realizando 
este rebajado con discos adecuados sobre los que se deposita un abrasivo, terminando con un 
pulido fino y final sobre discos provistos de paños de pulido. El final de la operación es la 
obtención de una superficie especular que es la requerida para, después, efectuar el ataque y 
observar adecuadamente la estructura. 
 
Uno de los factores más esenciales que influyen sobre la técnica de la preparación de probetas es 
el cuidado con que se las maneja en todas las fases de operación. De igual importancia es el 
trabajar con mucha limpieza, porque una partícula del esmeril o de una materia extraña puede 
inutilizar una probeta que sin ello estaría perfectamente pulida. A intervalos frecuentes, durante 
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el transcurso de la preparación, tanto la probeta como las manos del operador deben lavarse con 
agua y jabón. Tal operación de limpieza es necesaria para evitar que la superficie se raye a causa 
de los deterioros del papel de esmeril y es en particular indispensable cuando se pasa de un 
papel a otro más fino. 
 
2 - PREPARACIÓN DE PROBETAS PARA EXAMEN MICROSCÓPICO: 
 
2.1 – Al preparar una probeta para examen microscópico, es necesario producir primero una 
superficie que aparezca perfectamente plana y libre de arañazos al observarla con ayuda de un 
microscopio. Esto quiere decir, que la superficie debe esmerilarse hasta dejarla plana y luego 
pulirse para eliminar las marcas del rebajado por esmeril. El proceso de pulido hace que una 
delgada capa de metal amorfo, sea bruñida sobre la superficie de la probeta, escondiendo así la 
estructura del cristal. Para revelar la estructura cristalina, es necesario “atacar” la probeta con un 
reactivo adecuado. Este reactivo grabador disuelve la capa “empañada” o “amorfa” de metal. 
 
Brevemente, ésta es la base del proceso empleado para preparar una probeta para su examen. 
Pero primero será necesario seleccionar una muestra representativa del material sujeto a 
investigación. 
 
2.2 - Selección de la probeta: La selección de una probeta para examen microscópico, requiere 
la aplicación del sentido común, ya que un gran cuerpo de metal puede no ser homogéneo en 
composición o en su estructura cristalina. Algunas veces, será necesaria más de una probeta para 
poder representar adecuadamente el material. En algunas aleaciones, la estructura puede exhibir 
“direccionalidad” como, por ejemplo, en el hierro forjado. En una probeta de este último, cortada 
paralelamente a la dirección del laminado, la escoria aparecerá como fibras alargadas en la 
dirección del laminado, mientras que una sección cortada a ángulo recto con la dirección del 
laminado, mostrará la escoria en forma de inclusiones aparentemente eutécticas, sin dar una idea 
del hecho de que lo que se está observando es una sección transversal a través de las fibras de 
escoria. 
 
Para examinar los defectos de la superficie, una probeta debe seleccionarse de manera que en la 
cara que ha de pulirse se incluya una sección que pase por la capa de la superficie. Las grietas 
superficiales y otros detalles parecidos deben investigarse cortando una pieza metálica que 
contenga a la grieta y montándola en baquelita o en un compuesto similar. La superficie que 
debe pulirse se rebaja lo suficiente para que contenga una sección a través de la grieta. 
 
Una probeta de aproximadamente 20 mm de diámetro o cuadrada de 20 mm de lado, es un 
tamaño conveniente para su manejo. Es difícil rebajar una superficie perfectamente plana en 
probetas más pequeñas y estas se montan mejor como se describe más adelante. La probeta no 
debe tener más de 13 mm de espesor, para que no se mueva durante el pulido produciendo una 
superficie nivelada. 
 
 2.3 - Montaje de la probeta: Cuando es necesario preservar un borde o cuando una probeta es 
tan pequeña que sea difícil de sujetar contra el papel de esmeril, la probeta se puede montar 
sobre un compuesto adecuado. Esto se puede hacer con relativa facilidad, colocando la probeta 
sobre una superficie metálica plana poniendo un anillo de latón a su alrededor y vaciando alguna 
aleación con punto de bajo fusión, tal como soldadura, de manera que la probeta se encuentre 
sujeta en un bloque que pueda manipularse fácilmente (figura 1). 
 
Las desventajas de este método son que la aplicación de calor, aún por un lapso corto, puede 
causar la alteración de la estructura de la probeta y, además, pueden encontrarse dificultades al 
esmerilar, por las partículas de esmeril que se incrustan en la montura de soldadura blanda y que 
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se depositan más tarde en el cojín pulidor. Durante el ataque, puede también presentarse una 
acción electrolítica entre la probeta y el montaje de metal, que causaría manchas y dañaría la 
probeta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1– Método para montar una probeta en aleación fusible. 
 
Se obtienen mejores resultados montando la probeta en algún material termofraguante, por 
ejemplo, baquelita o en algún material termoplástico. Estas sustancias moldean a unos 150 °C 
que, generalmente, es una temperatura demasiado baja para causar un cambio estructural en la 
probeta. También pueden rebajarse y pulirse fácilmente y no promueven acción electrolítica 
durante el ataque. Se requiere un pequeño molde (figura 2), en combinación con una prensa 
capaz de producir presiones del orden de 300 kg/cm
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. Sin embargo, si no se cuenta con una 
prensa, generalmente será suficiente un tornillo de banco montado verticalmente, siempre que el 
diámetro del émbolo de moldeo no exceda de 25 mm. Debe tenerse cuidado también de no 
sobrecalentar el molde, puesto que esto causa la descomposición de parte del polvo de montaje, 
debida a la formación de presiones altas en el molde. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Molde para el montaje de muestras con materiales plásticos: 
a) Moldeo del montaje. b) Eyección del montaje terminado. 
 
 Después de colocar la muestra, polvo y émbolo en el molde, este último se calienta por medio 
de un calefactor eléctrico especial que lo encierra. Si no se tiene a mano éste, será suficiente 
utilizar un mechero Bunsen. En cualquier caso, deberá insertarse un termómetro adecuado en el 
orificio del émbolo, de manera que se evite el sobrecalentamiento del molde. 
 
2.4 - Rebajado y pulido de la probeta: Primeramente, es necesario obtener una superficie 
razonablemente plana en la probeta. Esto puede hacerse ya sea usando una lima relativamente 
burda o, preferentemente, una banda esmeril movida por un motor. Si se usa una lima se 
encontrará que es más fácil obtener una superficie plana frotando la probeta sobre la lima que 
raspando la probeta sujeta en el tornillo, en la forma ortodoxa. Los laboratoristas hábiles, 
posiblemente no vean con buenos ojos este procedimiento, pero se garantiza que produce una 
superficie plana; particularmente para aquellos operarios carecen de la habilidad necesaria en el 
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uso de la lima. Cualquiera que sea el método usado, debe tenerse cuidado de evitar el 
sobrecalentamiento de la probeta por métodos de rebajado demasiado rápidos, ya que esto puede 
conducir a alteraciones en la microestructura. Cuando se han rebajado las marcas originales de la 
segueta, la probeta (y también las manos del operario) deben lavarse completamente para evitar 
llevar limaduras y suciedad al papel de pulir. 
 
En seguida, se lleva a cabo el rebajado intermedio y fino, con papeles de esmeril de grado 
progresivamente más fino. Estos deben ser de la mejor calidad obtenible, particularmente con 
respecto a la uniformidad del tamaño de la partícula. En el mercado existen muchas marcas 
comerciales entre las que es posible mencionar la “Corrosil” británica y “Hubert” francesa. Estos 
últimos están graduados 1G, 1F, 0, 00, 000 y 0000, de áspero a fino. Se Sujeta una hoja de papel 
1G, completamente plana sobre una lámina de vidrio o cualquier otra superficie dura, limpia y 
clara, pasando la probeta en uno y otro sentido, a lo largo de la longitud total del papel, de 
manera que los arañazos producidos se encuentren, aproximadamente, a ángulo recto de los 
producidos por la operación de rebajado preliminar. En esta forma se puede ver fácilmente 
cuándo se han eliminado completamente los arañazos originales producidos por la operación 
primaria de rebajado. Si la probeta ha sido rebajada en la misma dirección de manera que los 
nuevos arañazos sean paralelos a los originales, eso sería virtualmente imposible. Una vez 
quitadas las marcas del rebajado primario, se lava completamente la probeta hasta quedar libre 
de abrasivo No 1G. Al mismo tiempo, se limpia la placa-base y la hoja No 1G se sustituye por 
una No 1F. Se repite el pulido, nuevamente girando la probeta unos 90º y puliendo hasta que han 
sido eliminadas las marcas previas. Este proceso se repite hasta el grado No. 0000 para aceros o 
hasta el No. 000 para aleaciones no ferrosas que son más blandas. 
 
Es importante mantener una completa limpieza en todas las etapas y, sobre todo, tener cuidado 
de evitar el llevar abrasivo áspero a los papeles más finos. Idealmente, debe usarse un papel 
nuevo para cada probeta pero, en interés de economía, los papeles usados se pueden liberar de 
abrasivo suelto, estirándolos repetidamente. Pueden conservarse, efectivamente, entre las páginas 
de una revista. Alternativamente, puede unirse una cinta de cada grado de papel 
permanentemente a su propio bloque de pulir (figura 3). Es esencial que la probeta se lave con 
agua corriente antes de pasar de un grado de papel al siguiente y, particularmente, antes de pasar 
a la tela de pulido final. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Bloque de esmerilar sobre el cual se pueden sujetar papeles de esmeril, sobre una lámina 
o placa de vidrio. 
 
Normalmente, la mayor parte de los aceros y aleaciones no ferrosas más duras, se pueden 
esmerilar en seco, siempre que se tenga cuidado de no sobrecalentarlas. En el caso de aleaciones 
de aluminio y otros metales blandos, el papel debe ser impregnado con un lubricante (ej: 
parafina). En este caso puede usarse una presión más ligera y hay menos probabilidad de 
incrustar partículas de abrasivo en la superficie blanda del metal. Se puede obtener un lubricante 
más efectivo por medio de una solución saturada de cera de parafina (cera blanca), en parafina o 
bencina, mojando completamente el papel con ella. 
 
Hasta este punto, la operación ha sido simplemente de esmerilado y, si todo fue efectuado 
correctamente, se ha obtenido una probeta cuya superficie está cubierta por una serie de ranuras 
paralelas cortadas por las partículas del último papel de esmeril empleado. La operación final de 
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pulido es de carácter algo diferente y, en realidad, elimina la superficie rugosa, por medio de una 
operación de bruñido. Cuando se ha completado el pulido, las crestas se han eliminado 
completamente, pero el mecanismo de pulido es tal que deja una capa “empañada” o “amorfa” 
de metal sobre la superficie (figura 4). Esta capa esconde la estructura cristalina y debe ser 
disuelta por medio de ataque con un reactivo químico adecuado. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 – a) Ranuras producidas en la superficie del metal por la operación final de esmerilado. Se 
ilustra un arañazo profundo, producido por una partícula de abrasivo áspero. 
b) El pulido final ha producido una “capa empañada”, esta puede cubrir al arañazo en la forma mostrada, 
haciéndolo invisible. c) El ataque ha eliminado la capa empañada revelando la estructura cristalina que 
se encuentra abajo. Desafortunadamente, el arañazo profundo es visible nuevamente. 
 
Los hierros y los aceros se pulen por medio de un cojincillo de tela rotatorio (figura 5) 
impregnado con un medio pulidor adecuado. La tela comercial conocida con el nombre de 
“Selvyt” es, posiblemente, el mejor material para cubrir el disco pulidor, si bien hay grados más 
baratos de tela que son plenamente aceptables. La tela se moja completamente con agua 
destilada y se le aplica una pequeña cantidad de polvo pulidor, con los dedos limpios. El polvo 
pulidor más popular es la alúmina (óxido de aluminio) que se ha preparado en un estado puro 
calcinando hidróxido de aluminio. Se vende bajos nombres comerciales tales como 
“Diamantine” o “Gamma Alúmina”. También se usa el rojo de joyero (óxido de hierro) pero, si 
bien da rápidamente un alto grado de pulido, la superficie producida es menos satisfactoria que 
la que seobtiene con alúmina, debido a que el rojo de joyero tiende a causar un “empañado” 
anormal en la superficie metálica. Debe aplicarse un goteo constante de agua al disco, que deberá 
operar a baja velocidad hasta que el operario haya adquirido la técnica necesaria para 
manipularlo. Deberán usarse también presiones ligeras, ya que las intensas resultarán más 
probablemente en arañazos por las partículas de abrasivo que se incrustan profundamente en la 
tela. Además, el uso de una presión ligera tiene menos probabilidades de resultar en una probeta 
lanzada violentamente a través del laboratorio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Máquina rotatoria de pulir para el acabado de probetas metalográficas. 
 
Las probetas no ferrosas se pulen mejor a mano sobre un pequeño trozo de tela “Selvyt” 
humedecida con “Silvo”. La operación de pulido debe hacerse con un movimiento circular de la 
mano, en lugar del movimiento lineal que se usó para esmerilar. Igual que en cualquier otro paso, 
deberá observarse una limpieza absoluta si se desea obtener una superficie razonablemente libre 
de arañazos. Las aleaciones de cobre se pueden pulir rápidamente, pasando del papel esmeril 
grado No. 000 a un trozo de piel de gamuza de buena calidad, humedecido con “Brasso”. Las 
marcas de esmeril se eliminan muy rápidamente en esta forma y el pulido final se obtiene 
entonces con “Silvo” y tela “Selvyt”. Estos agentes pulidores pueden resultar inadecuados en 
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algunos casos debido a una acción de ataque sobre la aleación. Entonces es mejor usar óxido de 
magnesio (magnesia). 
 
Si las probetas deben pulirse en números crecidos, vale la pena considerar el uso de algunos de 
los compuestos pulidores de polvo de diamante. Puesto que estos compuestos son costosos, es 
deseable que el operario tenga cierta habilidad de operación, con el objeto de que no sea 
necesario el cambio frecuente del cojín pulidor, debido a desgarramiento de la tela o a falta de 
limpieza en el trabajo. 
 
Cuando la probeta aparece libre de arañazos, se limpia completamente y se observa bajo el 
microscopio, usando una amplificación de 50 o 100. Si está satisfactoriamente libre de arañazos, 
la probeta puede examinarse para inclusiones, tales como sulfuro de manganeso (en acero) o 
fibras de escoria (en hierro forjado), antes de ser atacada. 
 
Resumiendo, los factores más importantes que afectan a un acabado correcto son: 
 
(a) Debe tenerse cuidado de no sobrecalentar la probeta durante el esmerilado. En aceros, 
esto puede tener un efecto de templado. 
 
(b) Es esencial la limpieza absoluta en cada paso. 
 
(c) Si una probeta resulta con arañazos profundos en las últimas etapas del esmerilado, es 
inútil tratar de eliminarlos en el cojín pulidor. Si una probeta se pule por demasiado 
tiempo sobre el cojín, su superficie puede ondularse. 
 
(d) Aplicar una presión ligera en todo momento durante el esmerilado y el pulido. 
 
2.5 - Ataque de la probeta: Antes de ser atacada, la probeta debe estar completamente limpia; 
de lo contrario, se manchará durante el ataque. Casi todos los casos de fallas en el atacado, 
pueden ser atribuidas a una inadecuada limpieza de la probeta de manera que permanezca una 
película grasa. 
 
La probeta debe lavarse primero de cualquier compuesto pulidor adherente. Este último se puede 
frotar de los lados con los dedos, pero debe tenerse cuidado al tocar la cara pulida La mejor 
manera de limpiar la cara pulida de la probeta es untando suavemente la superficie de la misma 
con una solución de jabón sin abrasivo, empleando la yema del dedo y limpiando bajo un grifo 
de agua. Aún ahora, la probeta puede quedar ligeramente grasosa y la película final de grasa se 
elimina mejor, sumergiendo la probeta en alcohol metílico a ebullición por unos dos minutos. El 
alcohol no debe calentarse sobre la llama directa sino preferiblemente por medio de un baño de 
agua calentado eléctricamente. A partir de este momento, la probeta no debe ser tocada por los 
dedos del operario y se la debe manejar con pinzas especiales (tenazas de níquel). Se retira la 
probeta del alcohol y se la enfría en agua corriente antes de atacarla. En el caso de probetas 
montadas en materiales termoplásticos puede suceder que la montura se disuelva en el alcohol 
caliente. En estos casos, puede resultar efectivo, para efectuar el desengrasado, frotar con una 
tela de algodón embebida en soda cáustica. 
 
Una vez completamente limpia, la probeta se ataca sumergiéndola en el reactivo de ataque y 
agitando vigorosamente durante varios segundos. La probeta se transfiere entonces rápidamente 
a agua corriente, para lavar el reactivo, examinando luego para ver la profundidad con que se ha 
producido el ataque. Esta inspección se lleva a cabo a simple vista. Si el ataque se ha llevado a 
cabo, la superficie aparecerá ligeramente opaca y, en materiales vaciados, a veces pueden verse 
los cristales individuales sin ayuda del microscopio. Si la superficie es aún brillante, puede ser 
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necesario un ataque más prolongado. El tiempo requerido para diversos ataques varía con las 
diferentes aleaciones y reactivos. Algunas aleaciones pueden atacarse suficientemente en unos 
cuantos segundos, mientras que algunos aceros inoxidables, que son resistentes al ataque de la 
mayor parte de los reactivos, requieren hasta 30 minutos. 
 
Después de ser atacada, la probeta se lava en agua corriente y luego se seca por inmersión, 
durante un minuto, aproximadamente, en alcohol en ebullición; si se retira del alcohol y se agita 
con un movimiento de la muñeca para eliminar el sobrante, secará casi instantáneamente. En el 
caso de probetas montadas, cuyos montajes son afectados por el alcohol en ebullición, es 
preferible colocar unas cuantas gotas de alcohol sobre la superficie de la probeta. El sobrante se 
tira y la probeta se mantiene en una corriente de aire caliente, por ejemplo, de un secador de 
pelo. La probeta debe secarse uniforme y rápidamente para evitar que se manche. 
 
En las tablas 1, 2, 3 y 4, se da un resumen de los reactivos de ataque más utilizados. 
 
 Tabla 1 - Reactivos de ataque para examen microscópico de hierros, aceros y hierros colados. 
 
Reactivo Composición Características y usos 
 
 
 
Nital 
 
 
 
2 ml de ácido nítrico y 98 ml 
de alcohol (metílico o etílico). 
El mejor reactivo de ataque general para 
hierro y acero. Graba perlita, martensita y 
troostita, y ataca los bordes de grano de la 
perlita. Para hierro fundido y hierro forjado, 
la concentración de ácido nítrico puede 
elevarse a 5 ml. Para resolver un atacado de 
perlita, debe ser muy ligero. Adecuado 
también para hierros ferríticos, fundiciones 
grises y fundiciones maleables negras. 
 
 
Picral 
 
 
4 g de ácido pícrico y 96 ml 
de alcohol. 
Excelente para atacar perlita y estructuras 
esferoizadas, pero no ataca a los bordes de 
grano de la ferrita. Es el reactivo adecuado 
para todos los hierros vaciados, con 
excepción de los hierros de aleación y 
completamente ferríticos. 
 
 
 
Picrato de sodio 
alcalino 
 
 
 
2 g de ácido pícrico; 25 g de 
hidróxido de sodio y 100 ml 
de agua. 
Se disuelve el hidróxido de sodio en agua 
agregando luego el ácido pícrico. Se 
calienta todo en un baño de agua hirviendo, 
por 30 minutos y se vierte el líquido claro. 
La probeta se ataca durante 5 a 15 minutos 
en la solución hirviendo. Su aplicación 
principal constituye en distinguir entre 
ferrita y cementita. La última se mancha de 
negro pero la ferrita no es atacada. 
 
 
Ácidos y glicerol 
mezclados 
 
10 ml de ácido nítrico; 20 ml 
de ácido clorhídrico; 20 ml de 
glicerol; 10 ml de peróxidode 
hidrógeno. 
Adecuado para aleaciones de níquel – 
cromo y aceros austeníticos con base de 
hierro – cromo. También para otros aceros 
austeníticos, aceros de alto cromo – 
carbono y aceros de alta velocidad. 
Calentar la probeta en agua hirviendo antes 
de la inmersión 
Persulfato ácido 
de amonio 
10 ml de ácido clorhídrico; 10 
g de persulfato de amonio y 
80 ml de agua. 
Particularmente adecuado para aceros 
inoxidables. 
Debe usarse recién preparada. 
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 Tabla 2 - Reactivos de ataque para examen microscópico de cobre y sus aleaciones. 
 
Reactivo Composición Características y usos 
 
Persulfato de 
amonio amoniacal 
20 ml de hidróxido de 
amonio (0,880); 10 g de 
persulfato de amonio; 80 ml 
de agua. 
Un buen agente, para revelar bordes de 
grano en cobre puro, latones y bronces. 
Los mejores resultados se obtienen usando 
solución recién preparada. 
 
 
Amoníaco – 
peróxido de 
hidrógeno 
 
 
50 ml de hidróxido de 
amonio (0,880); 20-50 ml de 
peróxido de hidrógeno (al 
3%); 50 ml de agua. 
El mejor reactivo general para cobre, 
latones y bronces, ataca los bordes de grano 
y da un contraste moderado. 
El contenido de peróxido de hidrógeno 
puede variarse para adaptarlo a aleaciones 
particulares. 
Se usa por frotamiento o inmersión y debe 
usarse recién preparada ya que el peróxido 
de hidrógeno se descompone. 
 
 
 
Cloruro férrico 
ácido 
 
 
 
10 g de cloruro férrico; 30 ml 
de ácido clorhídrico; 120 ml 
de agua. 
Produce un ataque de gran contraste sobre 
latones y bronces. Oscurece la fase β en 
latones. Puede usarse después del ataque a 
los bordes de grano con el persulfato de 
amonio. 
Úsese sin diluir para aleaciones de cobre 
ricas en níquel. Dilúyase una parte en dos 
partes de agua para soluciones sólidas ricas 
en cobre, en latón, bronce y bronce de 
aluminio. 
 
Solución ácida de 
dicromato 
2 g de dicromato de potasio; 
8 ml de ácido sulfúrico; 4 ml 
de solución saturada de 
cloruro de sodio; 100 ml de 
agua. 
Útil para bronce al aluminio y latones y 
bronces complejos. También para 
aleaciones de berilio manganeso y silicio 
con cobre, y para placas de níquel. 
 
 Tabla 3 - Reactivos de ataque para examen microscópico de aluminio y sus aleaciones. 
 
Reactivo Composición Características y usos 
 
Ácido fluorhídrico 
diluido 
 
0,5 ml de ácido fluorhídrico 
y 99,5 ml de agua. 
Mejores resultado se obtienen frotando la 
probeta con algodón impregnado en el 
reactivo. 
Un reactivo bueno para uso general. 
Solución de soda 
cáustica 
1 g de hidróxido de sodio; 
99 ml de agua. 
Un reactivo general bueno para frotar 
 
Reactivo de Keller 
1 ml de ácido fluorhídrico; 8 
ml de ácido sulfúrico; 4 ml 
de solución saturada de 
cloruro de sodio; 100 ml de 
agua. 
Útil particularmente para aleaciones del tipo 
duraluminio. 
Ataque por inmersión por 10-20 segundos. 
 
 
 
 
 
 
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 Tabla 4 - Reactivos de ataque para examen microscópico de aleaciones misceláneas. 
 
Reactivo Composición Características y usos 
Ácidos acético y 
nítrico 
3 ml de ácido acético 
glacial; 4 ml de ácido 
nítrico; 16 ml de agua. 
Útil para plomo y sus aleaciones (usar 
recién preparado y con tiempo de ataque de 
4 a 30 minutos). 
Es útil también nital al 5 % para plomo y 
sus aleaciones. 
Ácido acético y 
peróxido de 
hidrógeno 
30 ml de ácido acético 
glacial; 10 ml de peróxido 
de hidrógeno (30 %). 
Adecuado para aleaciones de plomo – 
antimonio. 
Tiempo de ataque 5 a 20 segundos. 
Cloruro férrico 
ácido 
10 g de cloruro férrico; 2 ml 
de ácido clorhídrico; 95 ml 
de agua. 
Adecuado para metales de chumaceras ricos 
en estaño. 
Pueden atacarse otras aleaciones ricas en 
estaño con nital al 5 %. 
Ácido clorhídrico 
diluido en alcohol 
1 ml de ácido clorhídrico; 99 
ml de alcohol metílico. 
Para cinc y sus aleaciones. 
También se puede usar nital al 1 %. 
Solución de yodo 10 g de cristales de yodo; 30 
g de yoduro de potasio; 100 
ml de agua. 
El mejor reactivo de ataque para bismuto y 
sus aleaciones. 
Mezcla de ácido 
nítrico y ácido 
acético 
50 ml de ácido nítrico; 50 
ml ácido acético glacial. 
Adecuado para níquel y metal monel. 
Debe usarse recién preparado. 
 
3 - EL MICROSCOPIO METALURGICO: 
 El microscopio metalúrgico, mostrado en l figura 6, es similar, en cuanto a sus principios 
ópticos, a cualquier otro microscopio; pero difiere de algunos de ellos, en el método empleado 
para iluminar la probeta. La mayor parte de las placas biológicas, se pueden preparar en forma de 
placas delgadas transparentes, montadas entre láminas delgadas de vidrio, de manera que la 
iluminación se puede disponer en forma simple, con una fuente de luz atrás de la placa. Los 
metales por su parte, son sustancias opacas y, puesto que deben iluminarse por reflexión, es 
necesario que la fuente de luz se encuentre dentro del tubo mismo del microscopio. Esto se 
obtiene generalmente como se indica en la figura 7 por medio de un reflector ordinario de cristal 
R, colocado dentro del tubo. Con este sistema de iluminación, gran parte de la luz se pierde tanto 
por transmisión, cuando llega a la placa, como por reflexión, cuando el rayo reflejado de la 
probeta vuelve a incidir sobre la placa inclinada. Sin embargo, generalmente es suficiente una 
pequeña lámpara de 6 volts, como fuente de iluminación. El ancho del rayo de luz se controla 
por el diafragma iris, D. Hablando en términos generales, éste debe cerrarse parcialmente, de 
manera que el rayo de luz sea apenas suficiente para cubrir la componente posterior del objetivo. 
Un exceso de luz, reflejado de los lados del tubo del microscopio, causará la difusión de la luz y, 
en consecuencia, deslumbramiento en el campo de visión. 
 
El sistema óptico del microscopio consiste en dos lentes: el objetivo O y el ocular E. El primero 
es el más importante y costoso de las dos lentes, puesto que debe resolver el detalle fino del 
objeto que se examina. Los objetivos de buena calidad se encuentran corregidos por aberraciones 
cromáticas esféricas y, por lo tanto, al igual que las lentes de las cámaras, son de construcción 
complicada. 
 
 
 
 
 
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 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Fotografía de un microscopio metalográfico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Esquema mostrando la constitución del sistema óptico del microscopio metalúrgico 
 
La amplificación dada por el objetivo depende de su longitud focal: mientras más corta sea la 
longitud focal, mayor será la amplificación. Además de la amplificación, el poder resolutivo 
también es importante. Este se define como la capacidad que tiene una lente de mostrar 
claramente separadas dos líneas cercanas. En esta forma, la resolución se puede expresar como 
un determinado número de líneas por mm. Así, pues, el poder resolutivo depende de la calidad 
de la lente y es inútil aumentar el tamaño de la imagen, ya sea extendiendo la longitud del tubo 
del microscopio o usando un ocular de mayor potencia, más allá de un punto que rebase a la 
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 11 
resolución. Un ejemplo, paralelo en fotografía, lo tenemos cuando una fotografía ordinaria de 7 x 
5 cm al amplificarse, no muestra más detalles que en su tamaño original y de hecho, se muestra 
difusa. 
 
El ocularrecibe ese nombre debido a que es la lente que se encuentra más cerca del ojo. Su 
objeto es el de amplificar la imagen producida por el objetivo. Los oculares se hacen de varias 
potencias, generalmente de 6X, 8X y 10X. 
 
La amplificación total aproximada del sistema completo, se puede encontrar a partir de la 
fórmula: 
 
 Amplitud = T · N 
 F 
 
Siendo: 
T = Longitud del tubo del microscopio, medida de la componente posterior del objetivo al 
extremo inferior del ocular, expresada en mm. 
F = Longitud focal del objetivo, expresada en mm. 
N = Potencia del ocular. 
 
Así, pues, para un microscopio que tenga una longitud del tubo de 20 cm, que utilice un objetivo 
con una longitud focal de 16 mm y que el ocular empleado sea de 10 X, la amplificación 
obtenida en este caso será: 
 
 Amplificación = 200 · 10 = 125 aumentos 
 16 
 
La mayor parte de los microscopios metalográficos tienen una longitud normal de tubo de 20 cm. 
Suponiendo una longitud de tubo de este valor, en la tabla 5 se muestran las amplificaciones 
obtenidas con varios objetivos de longitudes focales normales. 
 
Tabla 5 – Amplitudes obtenidas para diferentes combinaciones de objetivo y ocular 
(considerando una longitud de tubo de 200 mm) 
 
Longitud focal del 
objetivo (mm) 
Potencia del 
ocular 
Amplificación 
obtenida 
 
32 
6 X 
8 X 
10 X 
37,5 
50,0 
62,5 
 
16 
6 X 
8 X 
10 X 
75 
100 
125 
 
8 
6 X 
8 X 
10 X 
150 
200 
250 
 
4 
6 X 
8 X 
10 X 
300 
400 
500 
2 
(inmersión en 
aceite) 
6 X 
8 X 
10 X 
600 
800 
1000 
 
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 12 
Algunos microscopios también tienen, en el ocular, un retículo y una escala micrométrica para 
medir la imagen aumentada. Otro retículo que se utiliza contiene los diferentes tamaños de grano 
a aumentos de 100 X y se utiliza para comparar o medir el tamaño de grano relativo. Los filtros y 
polarizadores se utilizan en la iluminación o el sistema óptico para reducir el brillo y mejorar la 
definición de las estructuras de grano. En poder de aumento del microscopio puede determinarse 
si se multiplica el poder de la lente objetivo por el del ocular. Por tanto, un lente objetivo de 40 
X con un ocular de 12,5 X agrandaría la imagen hasta 500 X. 
Los microscopios de platina invertida ofrecen un diseño más moderno. En este instrumento la 
muestra se coloca boca abajo en la platina. Se utiliza un microscopio de platina invertida, junto 
con una cámara de video, que también puede tener un software para el procesamiento de 
imágenes, y un monitor de TV de circuito cerrado. El poder del microscopio es de 400 X, pero 
se pierde algo de resolución. La mayor ventaja de este arreglo se obtiene en la visualización en 
grupo. Los instrumentos de metalografía también permiten una observación en grupo del 
aumento metalúrgico. La imagen se proyecta sobre una pantalla de brillo mate. En los grandes 
laboratorios metalúrgicos se utilizan modelos de gran tamaño. Muchos instrumentos 
metalográficos tienen la capacidad de producir microfotografías de color instantáneas o estándar. 
Para obtener fotografías existen adaptadores para la mayoría de los microscopios. 
3.1 - PRINCIPIOS GENERALES: 
 El objetivo se compone de varias lentes que, agrupadas, forman un sistema óptico 
positivo y convergente. 
 
Si una probeta metalográfica se coloca un poco más allá del punto focal frontal del objetivo, se 
obtiene una imagen primaria real mayor que el objeto y situado al otro lado del sistema de lentes 
que componen dicho objetivo. El tamaño de esta imagen primaria depende de las distancias 
relativas a que se encuentran del objetivo, el objeto y su imagen. La distancia a que tal imagen se 
forma, con relación siempre al objetivo, depende de la distancia focal de este elemento, y de la 
distancia a que se encuentra el objeto con relación al punto focal frontal del objetivo. 
 
Si la imagen primaria producida por el objetivo se forma a una distancia apropiada, es posible 
que el segundo sistema óptico (el ocular) amplifique aún esa imagen en una cantidad 
proporcional a su aumento propio. La distancia entre ocular y objetivo es fija y corresponde a la 
longitud mecánica del tubo del microscopio. Para lograr que la imagen primaria se forme en la 
posición debida con respecto al ocular, se debe enfocar el microscopio. 
 
El objetivo es capaz, por sí mismo, de dar una imagen real del objeto, pero existen unos oculares 
como los de Huygens, que colaboran en la formación de esta imagen. La lente frontal del ocular, 
o lente de campo, forma sistema con el objetivo para originar una imagen primaria en el foco de 
la lente de salida u ocular. Si la posición de esta imagen primaria es correcta, la lente ocular (no 
confundir con el ocular que es el sistema completo) en unión con el sistema de lentes que forman 
el ojo humano, producen una imagen real en la retina. La imagen formada en la retina es derecha 
y no está invertida, pero debido a la forma con que responde el sistema nervioso a las 
excitaciones de la retina, el observador tiene la conciencia de que tal imagen es invertida y se 
encuentra localizada en el espacio exterior y a cierta distancia del ojo. Esta imagen en el espacio, 
no existe realmente y se denomina imagen virtual. 
 
3.2 - USO DEL MICROSCOPIO: 
 Como primer paso debe montarse la probeta de manera que su superficie sea normal al eje 
del instrumento. Esto se obtiene más fácilmente, fijando la probeta a una placa deslizante en el 
microscopio, por medio de una pieza de plastilina. La normalidad se asegura utilizando un anillo 
de montaje, como se muestra en la figura 8. Es obvio que el anillo de montaje debe tener las 
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caras extremas perfectamente paralelas. El montaje puede no ser necesario para probetas que han 
sido montadas en baquelita u otro material similar, puesto que las caras superior e inferior del 
material usado para el montaje (baquelita o similar) son, generalmente, paralelas, de manera que 
se puede colocar directamente sobre la mesa del microscopio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Montaje de una probeta para examen bajo el microscopio 
 
Las probetas se colocan en foco, usando primero el ajuste grueso y luego el fino. Debe notarse 
que los lentes están diseñados, generalmente, para trabajar con una longitud de tubo fija 
(generalmente de 20 cm) condiciones bajo las cuales da los resultados óptimos. Por lo tanto, el 
tubo que contiene al ocular debe ser alargado la cantidad apropiada (generalmente se tiene una 
escala grabada a un lado del tubo). Pueden, luego, hacerse ajustes ligeros en el tubo, para 
adaptarlo al ojo individual. 
 
Finalmente, el iris incluido en el sistema de iluminación debe cerrarse hasta un punto en que la 
iluminación comienza a disminuir. Esto limitará el deslumbramiento debido a los reflejos 
internos en el tubo. 
 
Es un error suponer que una alta amplificación, en el rango de 500 a 1000 X, es siempre la más 
útil. De hecho, con frecuencia darán una impresión de la estructura carente de significado, puesto 
que el campo bajo observación será muy pequeño. Las propiedades direccionales en estructuras 
forjadas o la formación dendrítica en estructuras vaciadas, se ven mejor usando potencias bajas 
de 40 X a 100 X. Aún a 40 X un solo cristal de, por ejemplo, latón vaciado (70 % Cu -30 % Zn) 
puede llenar completamente el campo de visión. El patrón dendrítico, sin embargo, será 
claramente aparente; mientras que a 500 X,sólo se tendrá una pequeña área entre los dos brazos 
dendríticos, en el campo de visión. Así pues, como norma de rutina, inicialmente siempre debe 
usarse un objetivo de baja potencia, para obtener una impresión general de la estructura, antes de 
examinarla con una amplificación grande. 
 
3.3 - CUIDADO DEL MICROSCOPIO: 
 Se debe tener especial cuidado de no tocar nunca con los dedos la superficie del cristal 
óptico, ya que aún la limpieza más cuidadosa puede dañar la superficie, particularmente si esta 
ha sido revestida con fluoruro de magnesio, para aumentar la transmisión de la luz. En el uso 
normal, se puede depositar polvo sobre un lente, y este polvo se elimina mejor, cepillando 
suavemente con un pincel de pelo de camello de buena calidad. 
 
Si, accidentalmente, se marca un cristal con los dedos, esto se puede corregir limpiando 
suavemente con un trozo de tela suave, bien limpia, ligeramente humedecida con xilol. 
Obsérvese que se ha dicho limpiar y no frotar. Debe evitarse el exceso de xilol, ya que éste 
puede penetrar en el montaje del lente y ablandar el cemento que mantiene juntas a las 
componentes. 
 
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Los objetivos de alta potencia, del tipo inmersión en aceite, al finalizar su uso deben siempre 
limpiarse completamente del aceite de cedro, antes de que este último pueda endurecerse. Si 
tiene lugar el endurecimiento debido a que la lente se dejó abandonada algún tiempo, entonces el 
aceite deberá ser eliminado por el uso de xilol, pero el uso de este último debe evitarse siempre 
que sea posible. 
 
Siempre debe usarse una tela suave, bien limpia, para limpiar los lentes. Esta es superior a la 
gamuza, que absorbe más fácilmente partículas de abrasivos y a la seda que tiene una tendencia a 
arañar la superficie del vidrio óptico. 
 
4 - BIBLIOGRAFIA: 
 Higgins R.: “Ingeniería metalúrgica”, tomo I, CECSA. Metalografía Práctica.- 
 Chaussin C. , Hilly G. - Metalurgia, Volumen 1 – Urmo.- 
 
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