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Diferencia entre macroestructura y microestructura de los metales

La estructura interna de un metal se compone de áreas cristalinas individuales, denominadas "granos". La estructura, el tamaño y la orientación de estos granos son el resultado de la composición del material (aleación) y el modo en que se ha formado (p. ej.: forjado, fundición o aditivos). Los granos se forman a partir de material fundido que se solidifica e interactúa entre sí y con otros componentes, como fases y contaminantes. Normalmente, la estructura del grano se adapta a la aplicación técnica.


El tamaño y la orientación del grano, así como otras características estructurales, están directamente relacionadas con las propiedades mecánicas y tecnológicas de estos materiales. Dichas características estructurales también dependen de influencias externas posteriores. Estas influencias incluyen:

  • Influencias químicas (p. ej.: corrosión)

  • Influencias químicas y/o físicas (p. ej.: tratamientos térmicos)

  • Influencias mecánicas (tras el proceso de formación, p. ej.: forjado, rodado, curvado, etc.)


Microestructura

Fig. 1: Cobre puro sometido a ataque químico en DIC


La microestructura solo se puede evaluar con un microscopio (estereomicroscopio, microscopio óptico con luz reflejada, microscopio digital o de barrido y microscopio electrónico de transmisión). Por lo general, el tamaño de las características observadas oscila desde los milímetros a los micrómetros e incluso los nanómetros. Observar la microestructura es de gran utilidad en varias investigaciones; por ejemplo: para determinar tamaños de grano, comprobar si hay defectos, preparar objetivos en microelectrónica, analizar fallos o soldaduras de todo tipo.


Macroestructura


Fig. 2: Macrosección de bloque fundido de cobre puro sometido a ataque químico


La macroestructura se puede ver a simple vista, con una lupa o un estereomicroscopio. Estas observaciones son menos habituales que las investigaciones microestructurales. Las aplicaciones donde se observa la macroestructura normalmente son soldaduras, piezas fundidas de algunos metales sin hierro o la deformación y segregación en piezas fundidas o forjadas. La evaluación de revestimientos o geometrías también puede ser motivo de investigaciones macroestructurales.

¿POR QUÉ EL ANÁLISIS MICROSCÓPICO?

Una vez finalizada la preparación metalográfica, las propiedades estructurales de un metal se pueden analizar con un microscopio. Entonces es posible sacar conclusiones respecto a las características del material. Por ejemplo, el análisis microscópico se puede utilizar para evaluar características del diseño del metal y las fases del proceso, incluso casos en los que ha sufrido daños.


Los elementos estructurales que se pueden evaluar con un microscopio óptico o electrónico incluyen:

  • Granos/cristalitos y sus límites del grano

  • Fases intermetálicas y precipitados

  • Inclusiones no metálicas y fases

La evaluación se basa en los siguientes criterios:

  • Tipo y forma

  • Tamaño y número

  • Distribución y orientación

En base a toda esta información, es posible crear una descripción exhaustiva de la microestructura y sacar conclusiones sobre sus posibles características.

Fuente: struers