Aluminum Metallographic Specimen Preparation & Testing

Preparación metalográfica de aluminio

A continuación, se detallan nuestras recomendaciones de preparación del aluminio para las pruebas de muestras metalográficas según características comunes. Se abarcan los métodos de cuatro y cinco pasos para preparar aluminio, así como algunos consejos útiles durante la preparación y la prueba de las muestras.

Grabado

El aluminio es un material blando y maleable. El daño inducido por deformación es un problema de preparación habitual en las composiciones más puras. Después de la preparación, la superficie forma una capa protectora hermética de óxido que dificulta el grabado. Los grados comerciales contienen muchas partículas intermetálicas discretas de diversas composiciones. Normalmente, los agentes de grabado atraen estas partículas intermetálicas delante de la matriz. Si bien la respuesta a agentes de grabado específicos se utilizó durante muchos años para identificar estas fases, este procedimiento requiere extremo cuidado. En la actualidad, se realiza comúnmente el análisis de dispersión de energía para la identificación de fases debido a su gran confiabilidad.

Las prácticas de cinco y cuatro pasos para las aleaciones de aluminio se presentan en las tablas 6.1 y 6.2, y los resultados esperados en la figura 6.1. Si bien MgO era el abrasivo preferido para el pulido final en el aluminio y sus aleaciones, es un abrasivo difícil de usar y no se encuentra disponible en tamaños muy finos. El silicio coloidal reemplazó a la magnesia como abrasivo preferido para el paso final y es más fino en tamaño.

Para el grabado de color, y para los grados más difíciles de aluminio, es posible que se necesite una pulidora vibratoria para eliminar todos los rastros de daños o rayas. Se recomienda utilizar la práctica de cinco pasos para el aluminio súper puro (SP) y comercialmente puro (CP), y para las aleaciones forjadas difíciles de preparar.
Tabla 6.1: Método de 5 pasos para aleaciones de aluminio blando
Seccionamiento Cortadora abrasiva con rueda recomendada para materiales no ferrosos
Montaje Por compresión o moldeable, generalmente con PhenoCure, EpoxiCure, EpoThin o SamplKwick
Superficie Abrasivo/tamaño Carga: lb [N]
Muestra
Velocidad base [rpm] Rotación relativa Tiempo [min:seg]
CarbiMet Grano de SiC 320 [P400] enfriado con agua 5[22] 300 Complimentary Rotation Hasta el plano
TextMet C Diamante MetaDi Supreme de 9 µm* 5[22] 150 Contra Rotation 5:00
TextMet C Pasta MetaDi de 3 µm* 5[22] 150 Complimentary Rotation 4:00
TextMet C Diamante MetaDi Supreme de 1 µm* 5[22] 150 Complimentary Rotation 2:00
ChemoMet Silicio coloidal MasterMet de 0,06 µm 5[22] 150 Contra Rotation 1:30
Platen = Plato Specimen Holder = Soporte para muestras *Diluyente de fluidos MetaDi según sea necesario
Imágenes y análisis Espacio dendrítrico, evaluación de porosidad, tamaño de grano (según el tipo de aluminio y su procesamiento)
Pruebas de dureza Vickers, Knoop

Esmerilado y pulido

También se pueden usar lijas a prueba de agua de grano de SiC de 240 [P280] o 320 [P400] para el paso de esmerilado planar. El acabado de superficie producido por el paño UltraPol es mejor que el del paño UltraPad, pero el paño UltraPad tiene una vida útil mayor. Se recomienda usar un paño ChemoMet si la retención de bordes es crucial.

El aluminio puro y algunas aleaciones son propensos a la incrustación de partículas de abrasivo de diamante fino, especialmente cuando se utilizan suspensiones. Si esto sucede, pase a utilizar diamante en pasta, el cual tiene muchas menos probabilidades de generar incrustación.

El aluminio SP y CP puede recibir un pulido vibratorio breve (con los mismos productos del último paso) para mejorar el control de rayas, pero generalmente esto no es necesario. Se ha descubierto que la suspensión de alúmina MasterPrep es altamente efectiva como abrasivo de pulido final para las aleaciones de aluminio; no obstante, los abrasivos de alúmina estándar obtenida con el proceso de calcinación no son apropiados para el aluminio.

Para muchas aleaciones de aluminio, es posible obtener excelentes resultados con el procedimiento de cuatro pasos, como se muestra en la tabla 6.2 debajo con los resultados esperados en la figura 6.2. Este procedimiento conserva todos los precipitados intermetálicos que se observan en el aluminio y sus aleaciones, y minimiza el alivio.

Es posible usar paños sintéticos sin pelo en el último paso con silicio coloidal; estos paños presentan menos alivio que los paños con pelo mediano o bajo, pero no eliminan tan bien las rayas del pulido.

Para las aleaciones de aluminio muy puro, es posible realizar un pulido vibratorio después de este procedimiento para mejorar el acabado de la superficie, ya que estas son bastante difíciles de preparar sin un pulido fino.
Tabla 6.2: Método de 4 pasos para aleaciones de aluminio
Seccionamiento Cortadora abrasiva con rueda recomendada para materiales no ferrosos
Montaje Por compresión o moldeable, generalmente con PhenoCure, EpoxiCure, EpoThin o SamplKwick
Superficie Abrasivo/tamaño Carga: lb [N]
Muestra
Velocidad base [rpm] Rotación relativa Tiempo [min:seg]
CarbiMet Grano de SiC 320 [P400] enfriado con agua 5[22] 300 Complimentary Rotation Hasta el plano
UltraPad Diamante MetaDi Supreme de 9 µm* 5[22] 150 Contra Rotation 5:00
TriDent Diamante MetaDi Supreme de 3 µm* 5[22] 150 Complimentary Rotation 4:00
ChemoMet Silicio coloidal MasterMet de 0,02-0,06 µm 5[22] 150 Contra Rotation 1:30
Platen = Plato Specimen Holder = Soporte para muestras *Diluyente de fluidos MetaDi según sea necesario
Imágenes y análisis Espacio dendrítrico, evaluación de porosidad, tamaño de grano (según el tipo de aluminio y su procesamiento)
Pruebas de dureza Vickers, Knoop

Consejos útiles para aluminio

Muchas de las muestras de aluminio de aleación baja resultan difíciles de pulir hasta obtener un acabado perfecto mediante los métodos estándar. Es posible utilizar una pulidora vibratoria con silicio coloidal MasterMet con bastante eficacia para producir superficies sin deformación y sin rayas para la anodización o el grabado de color y el examen con luz polarizada o contraste DIC Nomarski.

Para obtener más información sobre la preparación de muestras metalográficas de aluminio y otros materiales, consulte la guía SumMet de Buehler.