NÍQUEL Y ALEACIONES DE NÍQUEL
Soluciones de preparación metalográfica por materiales
Utilice esta guía para obtener consejos sobre por dónde empezar cuando realice la preparación metalográfica y el análisis de níquel y aleaciones de níquel. Se incluyen consejos para conseguir los mejores resultados para su aplicación metalográfica.
Aspectos a tener en cuenta al trabajar con níquel y aleaciones de níquel
Consejos para el corte de níquel y aleaciones de níquel
Todos los cortes deben realizarse en húmedo, con un amplio flujo de refrigerante dirigido al corte. El corte en húmedo producirá un acabado superficial más suave que el corte en seco. El uso de refrigerante también evitará los daños superficiales causados por el sobrecalentamiento y las tensiones mecánicas. Es importante reducir los daños durante el seccionado. Los daños mecánicos, como las fracturas, pueden penetrar profundamente en la estructura y alargar los pasos posteriores de preparación. Se ofrecen dos tipos principales de herramientas de corte: abrasivos y de Precisión.
Consejos para el corte abrasivo
Los discos abrasivos tienen diferentes fuerzas de adherencia y se recomiendan en función de la eficacia de su fuerza de adherencia y tipo de abrasivo con diferentes materiales. La elección de un disco incorrecto puede conducir a una tasa de desgaste inadecuada y posiblemente alterar la microestructura existente. Un disco abrasivo está compuesto en su totalidad por abrasivo unido por una resina. Con el uso, los discos van reduciendo su tamaño hasta que ya no pueden cortar. Entonces se puede colocar una nueva unidad en el equipo de seccionamiento para realizar cortes adicionales.
El tamaño de la disco abrasivo también afecta a los parámetros de corte. Las discos más grandes y gruesos eliminan más material, pero también generan más calor que un disco más fina. Para reducir el calor producido por los discos deben reducirse las velocidades de avance.
El níquel es un material resistente a la abrasión que puede resultar difícil de seccionar de forma eficaz minimizando los daños en la subsuperficie. Los discos para superaleaciones de Buehler están especialmente formulados para seccionar estas aleaciones de forma eficiente minimizando la deformación.
| Disco abrasivo recomendado para níquel y aleaciones de níquel | |||
|---|---|---|---|
| 245 mm (10 in) | 305 mm (12 in) | 356 mm (14 in) | 406 mm (16 in) |
| 12-4205-010 1,3 mm [0,051 pulg.] | 10-31205-010 2 mm [0,08 pulg.] | 10-31405-010 2,5 mm [0,10 pulg.] | 10-31605-010 3 mm [0,125 pulg.] |
Consejos de corte de precisión
Los discos de precisión se utilizan en la preparación metalográfica del níquel cuando se cortan muestras que son pequeñas o delicadas. Los discos de precisión no se rompen mientras se utilizan. En el borde exterior del disco hay una sección donde el abrasivo se ha unido con la aleación metálica y si se cuida un disco correctamente puede durar más que una caja de discos abrasivos. Los discos wafering pueden utilizarse con níquel para cortes más difíciles, como realizar un corte preciso cerca de una característica de interés, o cuando es fundamental reducir la anchura de un corte (pérdida de kerf).
Otras ventajas de utilizar un disco de precisión son que se aplica una carga menor y, en consecuencia, se genera menos calor, lo que reduce la cantidad de daños.
Los discos abrasivos también se fabrican para las cortadoras de precisión. Se pueden utilizar cuando la posibilidad de que los discos se rompan es alta. Esto puede ocurrir si la pieza es difícil de sujetar, si la pieza puede desplazarse durante el seccionado o si hay más variabilidad en el proceso (por ejemplo, varios operarios).
Los discos abrasivos de nitruro de boro cúbico (CBN) son una forma eficaz de seccionar componentes de aleación de níquel con una cortadora de precisión. Los discos abrasivos pueden ser una alternativa a los discos de CBN. Cuando se utilizan discos abrasivos hay que tener en cuenta algunas cosas. La limpieza del depósito de recirculación tendrá que hacerse con más frecuencia. El depósito de recirculación externo se recomienda cuando se utiliza IsoMet High Speed. El diámetro de los discos abrasivos se reduce a medida que el disco se desgasta al cortar. Cuando es demasiado pequeño para cortar se puede poner un nuevo disco en la cortadora.
| Discos de precisión recomendados para níquel y aleaciones de níquel | |||
|---|---|---|---|
| 127 mm (5 in) | 178 mm (7 in) | 203 mm (8 in) | Piedras de limpieza |
| 11-5265 0,15 mm [0,006 pulg.] | 11-5267 0,3 mm [0,012 pulg.] | 11-5268 0,9 mm [0,035 pulg.] |
11-1190
11-2490 |
Consejos de montaje para níquel y aleaciones de níquel
El montaje de las muestras también protege y preserva los bordes y los defectos de la superficie durante la preparación metalográfica. El método de montaje no debe alterar en modo alguno la microestructura de la muestra. La presión y el calor son las fuentes más comunes de efectos perjudiciales. Las temperaturas en torno a 350oF y las presiones en torno a 4200 PSI son habituales para el montaje por compresión en caliente.
La geometría y las propiedades de la muestra pueden determinar el método adecuado para el montaje de muestras de aluminio. Utilice el montaje en molde cuando las muestras sean delgadas o se deformen con facilidad. Estas muestras tienden a ser sensibles a las altas presiones. Si las muestras no son sensibles a la presión, el montaje por compresión en caliente puede ahorrar tiempo y dinero.
Los soportes pueden elegirse en función del análisis que deba realizarse en la muestra. Para algo para crear formas consistentes para el pulido se puede utilizar PhenoCure®. Si se requiere ataque, EpoMet® o Diallyl Phthalate serían mejores opciones. Cuando necesite ver una muestra completa, considere TransOptic. Al ser un termoplástico, TransOptic se reblandece cuando se calienta y se mantiene a temperaturas entre 105-115oC durante unos 20 minutos, lo que permite extraer la muestra.
Para microscopía electrónica, ProbeMet® puede ser el medio conductor que está buscando. Si interesa el contenido de cobre en la muestra, KonductoMet® es una alternativa conductiva a ProbeMet.
Consejos de desbaste y pulido de níquel y aleaciones de níquel para todos los métodos
Para superaleaciones endurecidas por envejecimiento, en lugar de discos Apex® Hercules S, deben utilizarse discos Apex Hercules H para el segundo paso del proceso de cuatro pasos sugerido. Si los resultados de pulido con el segundo método no son los deseados, añada un paso de 1 micra con un paño tridente después del paso de 3 micras.
Se puede añadir un paso de pulido vibratorio al final del procedimiento de pulido si persisten los rayones. La misma suspensión de óxido utilizada en el último paso mecánico se utiliza habitualmente en el pulido vibratorio. Para el níquel puro, utilice la suspensión final MasterPrep®. Para las aleaciones de níquel, un paso de pulido vibratorio con MaterMet® puede ayudar a crear una superficie sin arañazos.
El uso del sistema de dosificación Burst de Buehler puede conservar los diamantes y mejorar la consistencia.
La tasa ideal para el sistema de dispensación Burst cambia con el tamaño de la platina y el paño de pulido que se está utilizando. Como pauta general, para el tamaño de la platina de 8» un ajuste de ráfaga de 3 es un buen punto de partida, para tamaños de 10″ y 12″ ajuste el sistema de ráfaga a 4 y ajuste según sea necesario. Es posible que sea necesario experimentar un poco para determinar los ajustes óptimos que garanticen un abrasivo y una humectación del paño suficientes. Los dosificadores de ráfaga también son capaces de dosificar extendedores simultáneamente con el diamante, si se desea.
Las cargas indicadas en los métodos de desbaste y pulido son recomendaciones para una muestra montada de 1,25″. Si se utiliza la fuerza central durante la preparación, la fuerza indicada debe multiplicarse por el número de muestras que se pulen. Para diferentes tamaños de muestra, utilice nuestra calculadora de conversión de cargas para determinar la carga correcta para su aplicación.
| Procedimiento de desbaste y pulido de aleaciones de Ni, Ni-Cu y Ni-Fe | ||||
|---|---|---|---|---|
| Superficie | Cargas [N] | Velocidad Base [rpm] | Rotación Relativa | Tiempo |
| Grano CarbiMet® 240 | 6 [27] | 300 rpm |
 | Until Plane |
| UltraPad® con 9um MetaDi® Diamante Supremo | 6 [27] | 150 rpm |
 | 5:00 |
| Trident® con 3um MetaDi Diamante Supremo | 6 [27] | 150 rpm |
| 3:00 |
| Trident con 1um MetaDi Diamante Supremo | 6 [27] | 150 rpm |
| 2:00 |
| ChemoMet® con MasterMet® Colloidal Silica* | 6 [27] | 150 rpm |
| 2:00 |
 = Plato  = Soporte de muestras *Más MetaDi Fluid Extender según se desee | ||||
| *Puede utilizarse pulimento de ataque, 1 parte de solución de persulfato de amonio (10 g de persulfato de amonio por 100 mL de agua destilada) o 30% de peróxido de hidrógeno por 5 partes de sílice. | ||||
| Procedimiento de desbaste y pulido de superaleaciones a base de Ni | ||||
|---|---|---|---|---|
| Superficie | Cargas [N] | Velocidad Base [rpm] | Rotación Relativa | Tiempo |
| CarbiMet® grano 320 | 6 [27] | 300 rpm |
| Until Plane |
| Apex® Hercules H o S con 9um MetaDi Supreme Polycrystalline | 6 [27] | 150 rpm |
| 5:00 |
| Trident® con 3um MetaDi Supreme Diamante | 6 [27] | 150 rpm |
| 5:00 |
| ChemoMet con MasterMet Colloidal Silica* | 6 [27] | 150 rpm |
| 2:00 |
|
= Plato = Soporte de muestras *Más MetaDi Fluid Extender según se desee | ||||
| *Puede utilizarse pulimento de ataque, 1 parte de solución de persulfato de amonio (10 g de persulfato de amonio por 100 mL de agua destilada) o 30% de peróxido de hidrógeno por 5 partes de sílice. | ||||
Consejos para el ataque de níquel y aleaciones de níquel
| Tabla 20.7: Níquel y aleaciones | |
|---|---|
| Composición | Comentarios |
| 5g FeCl3 2mℓ HCl 99mℓ etanol | Ataque de Carapella para aleaciones de Ni y Ni-Cu (Monel). Utilizar por inmersión o hisopado. |
| 40-80mℓ etanol 40mℓ HCl 2g CuCl2 | Kalling's no. 2 etch («waterless» Kalling's) para aleaciones Ni-Cu y superaleaciones. Sumergir o frotar la muestra hasta unos minutos. |
| 50mℓ agua 50mℓ HCl 10g CuSO4 | Reactivo de Marble para aleaciones y superaleaciones de Ni, Ni-Cu y Ni-Fe. Sumergir o frotar la muestra 5-60 segundos. Revela la estructura de grano de las superaleaciones. |
| 15mℓ HCl 10mℓ glicerol 5mℓ HNO3 | Gliceregia, para superaleaciones y aleaciones Ni-Cr. Frotar la muestra durante 5-60 segundos. Mezclar en fresco. No almacenar. Utilizar bajo campana. |
| 60mℓ glicerol 50mℓ HCl 10mℓ HNO3 | Gliceregia modificada para superaleaciones. Revela preciptados. Utilizar bajo campana; no almacenar. Añadir HNO3 en último lugar. Desechar cuando esté amarillo oscuro. Sumergir o frotar la muestra 10-60 segundos. |
Consejos para la obtención de imágenes de níquel y aleaciones de níquel
Dependiendo de la aleación y de la aplicación, el objetivo del análisis puede variar. Para las aleaciones de níquel, el tamaño de grano y el porcentaje de fase son tipos de análisis comunes. El software OmniMet® también incorpora scripts específicamente diseñados para medirlos según las normas ASTM.
Consejos para ensayos de dureza de níquel y aleaciones de níquel
| Materiales de referencia para ensayos de dureza | ||
|---|---|---|
| ASTM | ISO | |
| Brinell | E10 | 6506 |
| Rockwell | E18 | 6508 |
| Vickers | E92,E384 | 6507 |
| Knoop | E384 | 4545 |
| Instrumentación | E2546 | 14577 |
| Conversiones | E140 | 18265 |
| Manual ASM Volumen 8: Ensayos Mecánicos y Evaluación | Sección de ensayos de dureza | |
En Buehler, los equipos ofrecidos están fabricados para realizar al menos una de las siguientes escalas: Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop. Si se utiliza una escala previamente mencionada existen normas para el método de ensayo. Las normas como las que figuran en la tabla son buenos lugares para consultar el método de ensayo adecuado para las escalas. En ellas se describen los requisitos de los equipos, las muestras, los métodos de ensayo y otros aspectos que pueden ayudar a determinar la balanza correcta.
Las capacidades de los equipos varían en niveles de automatización y documentación. Algunas piezas están integradas con software de ensayo de dureza. Software como DiaMet de Buehler puede ayudar a probar las piezas de manera más eficiente, la precisión y la documentación de los resultados. Esto puede ser especialmente útil cuando una gran cantidad de indents se debe hacer en una parte.
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