prÁcticas de metalurgia-marzo-2008

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA

CARRERA DE INGENIERIA MECANICA

GUIAS DE PRÁCTICAS DEL LABORATORIO DE:

ING. PATRICIO QUEZADA MORALES

RESPONSABLE DEL LABORATORIO

SANGOLQUÍ – MARZO 2008

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES

INTRODUCCIÓN

A diario los ingenieros manejan los materiales, estas sustancias se manufacturan y procesan, con ellas se diseñan, construyen componentes y maquinarias, se seleccionan y analizan fallas.

La ciencia de los materiales se ocupa principalmente de la clasificación, propiedades, procesamiento y usos de las diversas manifestaciones de la materia en el universo, estudia la relación entre la estructura y constituyentes de los materiales y sus propiedades, así como la influencia de algunos de sus métodos de elaboración. Distinguir entre diferentes tipos de materiales, conocer sus propiedades y el origen de las mismas.

La metalografía o microscopia estudia las características internas del metal o de una aleación. La microscopia constituye una herramienta muy necesaria tanto para el científico como para el técnico, ya que a través de este equipo se puede visualizar y analizar la micro estructura de los metales y aleaciones, y en base de este estudio determinar tamaño de grano, tamaño, forma y distribución de varias fases e inclusiones, que influyen en las propiedades mecánicas de los metales, y así determinar micro estructuralmente el tratamiento mecánico o térmico, y comparar las condiciones iniciales con las finales para poder predecir su comportamiento.

Este manual del laboratorio de Metalurgia contiene una serie de guías para la realización de las diferentes prácticas del laboratorio de Ciencia de los Materiales.

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Mediante este documento podemos dar al estudiante las herramientas necesarias para complementar y comprobar el estudio teórico con la parte práctica basado en experimentos que los alumnos realizarán con equipos y materiales entregados en el laboratorio.

DESARROLLO DE LAS PRÁCTICAS.

Las prácticas desarrollarán los alumnos después de haber revisado las guías y el marco teórico expuesto en el aula.

Los integrantes del grupo tienen que saber exactamente cuales son los objetivos a alcanzarse antes de la ejecución de la práctica.

EJECUCION DE LAS PRÁCTICAS.

Se realizarán las prácticas en forma grupal en el que cada uno, tendrá un tema diferente.Las prácticas se llevarán a cabo por todos los integrantes del grupo sin excepción, anticipándose en disponer de todos los requerimientos necesarios para ejecutar la práctica.Los informes de cada práctica tendrán un plazo de entrega de 8 a 15 días dependiendo del tema asignado.Para la ejecución de la práctica, el alumno, en forma OBLIGATORIA debe usar mandil u overol, caso contrario no podrá asistir ni desarrollar la o las prácticas.

PRESENTACION.

En la fecha prevista se expondrán los trabajos ejecutados luego en forma aleatoria se solicitará a los integrantes de cada grupo exponer una o más partes de la práctica.Durante y después de la exposición se formularán preguntas por parte del profesor y el resto de estudiantes, los mismos que tendrán que ser revelados con claridad por cada uno de los integrantes del grupo.

CALIFICACION.

Dependiendo del esfuerzo ejercido por cada grupo (innovación, metodología para alcanzar objetivos, exposición, respuestas a las preguntas planteadas, conclusiones, recomendaciones y presentación del informe), todos los integrantes obtendrán la nota correspondiente de acuerdo a la participación en el desarrollo y cumplimiento de los objetivos de la misma.

PRESENTACIÓN DE INFORMES

Para la presentación de reportes de las prácticas debe constar lo siguiente:1. Tema

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2. Objetivos3. Teoría (resumen )4. Equipos y materiales5. Procedimiento.6. Análisis de resultados7. Conclusiones y recomendaciones.8. Bibliografía.

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL MANEJO DE EQUIPOS, REACTIVOS QUÍMICOS, Y ACCESORIOS DE LABORATORIO

EQUIPOS DE LABORATORIO DEL AREA DE METALOGRAFIA

CORTADORA DE DISCO.

Para realizar un corte en muestras de metales en el laboratorio de ciencia de los materiales se utiliza cortadoras dotadas de discos abrasivos. Durante el corte de las muestras se deben tomar las siguientes recomendaciones:

Seleccionar el disco dependiendo del tipo de material a cortar, en la parte frontal del equipo se encuentra una lista con las características y usos específicos de cada uno de ellos,

Asegurar la pieza o muestra a cortar en las mandíbulas de ajuste, evitando el movimiento de la muestra, para no causar daños en el disco.

Cerrar la cubierta protectora del equipo, caso contrario no se encenderá el equipo.

Antes de comenzar el proceso de corte asegurarse que el flujo de refrigerante cubra totalmente a la muestra.

Ejercer una presión moderada sobre la palanca de corte, una presión excesiva puede producir rotura o desgaste del disco o sobrecalentamiento en la muestra alterando sus características micro estructurales.

Después de realizar el corte limpiar los residuos que quedan en la cámara de corte.

PRENSAS HIDRAÚLICAS

Para el montaje en muestras pequeñas se realiza utilizando resina fenólica, en polvo o premoldeada.Controlar la presión y la temperatura durante el proceso de montaje de muestras metalográficas.Para evitar quemaduras utilice guantes de protección térmica, cuando retire la muestra. DESBASTADORAS

Durante la operación de desbaste grueso y fino siga las siguientes instrucciones:

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Biselar cuidadosamente los bordes de las probetas, para evitar roturas y desgarres en los discos abrasivos, paños de pulido en las operaciones posteriores.

Ejercer una presión moderada de la probeta contra la cinta abrasiva. Una presión excesiva distorsiona la superficie de la muestra, produciendo rayas profundas difíciles de eliminar.

Al terminar el desbaste lave las probetas y sus manos con bastante agua para evitar el transporte de partículas gruesas a las lijas de grano fino.

PULIDORAS

En la etapa de pulido las precauciones que se deben tomar van orientadas a evitar la contaminación de los paños debido a que:

Debe asegurarse que la muestra este completamente limpia Al utilizar el paño adecuado para no causar rayaduras. Lavar cuidadosamente la probeta con bastante agua antes de cambiar

de paño o de abrasivo. Al finalizar la etapa de pulido lavar correctamente la muestra con

bastante agua, rocíela con alcohol y séquela con aire caliente. Si la muestra no va a ser observada inmediatamente al microscopio,

guárdela envuelta en algodón y debidamente identificada. El almacenamiento de las muestras debe ser lo más hermético posible para evitar la formación de óxidos en la superficie.

MICROSCOPIOS OPTICOS CON SOFTWARE

De la mayoría de los equipos que hay en el laboratorio de metalografía son muy delicados.

Por lo tanto requieren de mayor cuidado por parte del operador. Antes de usar el microscópico asegúrese que las manos y las muestras

estén completamente limpias y secas No tocar los lentes de los oculares ni los de los objetivos Nunca deje que la muestra entre en contacto con los objetivos los cual

puede ocurrir fácilmente durante el enfoque o al cambiar de un objetivo a otro

No deje que se caigan al piso los oculares y objetivos porque se fracturan los lentes

Enfoque primero con los objetivos de bajos aumentos empleando el tornillo de enfoque cuando haya visualizado la imagen

Maneje el microscopio con sumo cuidado, sin movimientos bruscos. Seleccione la intensidad de luz menor que la máxima para evitar que los

bombillos se quemen Apague el microscopio cuando termine de utilizarlo. No trabajar con muestras grandes y/o pesadas

MANEJO DE REACTIVOS QUÍMICOS

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En las prácticas de laboratorio se hace necesario el uso de reactivos químicos para el ataque a las muestras metalográficas. Estos agente químicos son por lo general compuestos de ácidos orgánicos, álcalis de varias clases y otras sustancias complejas en solución con algunos solventes apropiados tales como el agua, alcohol, etc.

Es OBLIGATORIO el uso de mandil u overol para el desarrollo de las prácticas si no posee el mandil no podrá realizar las prácticas

Utilice guantes de goma Si por alguna razón tiene contacto sobre la piel con el reactivo, lávese

inmediatamente con bastante agua y jabón. Cuando mezcle los reactivos extreme las preacciones. Adicione

lentamente el acido o el álcali al agua, alcohol o solución. Después de preparar el reactivo colóquelo en un envase plenamente

identificado Cuando termine de manipular los reactivos limpie todos los envases que

utilizó y deje todo en orden. Tenga mucho cuidado cuando trabaje con ácido fluorhídrico (HF), ya

que puede formar ulceraciones al contacto con la piel. Además, cuando trabajo con HF no utilice recipientes de vidrio, debido a que es disuelto por el ácido. También son muy dañinos el HNO3, el H2SO4 y AlCr3 ya que la inhalación de sus vapores puede causar irritación y daños serios en el sistema respiratorio.

Si existe alguna duda acerca del manejo de los reactivos, debe pedir asistencia al responsable del laboratorio o al docente de la asignatura y así evitar situaciones lamentables

.

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GUIA DE PRACTICA No. 1

Tema:

Materiales utilizados en la industria Ecuatoriana.

1.- Objetivo(s).

Analizar las características, propiedades y aplicaciones de los materiales utilizados en la industria ecuatoriana.

Identificar los materiales de acuerdo al uso industrial (Metálicos, Cerámicos, Polímeros, Biológicos y Electrónicos).

2.- Teoría

3.- Materiales y Equipos.

2.1 Cuaderno para anotaciones.2.2 Lápiz, esferográfica.2.3 Muestra del producto, que fábrica la empresa a visitar.2.4 Equipo fotográfico o de vídeo (según el caso, opcional).

4.- Procedimiento

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3.1. Planificar una visita a una fábrica cercana que trabaje con el material asignado a cada grupo.

3.2. Solicitar información previa de lo que la fabrica la empresa.3.3. Con esta información realizar una encuesta, para ser llenado por todos

los alumnos

5.- Cuestionario

6.- Bibliografía.

Catálogo(s), prospecto(s) de la empresa visitada. ASKELAND. Donald, Ciencia e ingeniería de los materiales

GUIA DE PRÁCTICA No: 2Tema:

Conocimiento del comportamiento de los materiales de uso industrial

1.- Objetivos:

- Analizar el comportamiento de los materiales de uso industrial en base a pruebas sencillas realizadas en el laboratorio.

- Identificar las características principales de los materiales utilizados en la industria de acuerdo a los resultados obtenidos.

2.- Revisión teórica:

Propiedades mecánicas:

A través de las cuales se pueden comprobar y clasificar los diferentes tipos de materiales.

Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, a pesar de los esfuerzos bruscos que se les apliquen.

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Elasticidad: Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración.Fragilidad: Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque.Ductilidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.Propiedades Físicas:Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y comportamiento óptico. Los materiales, de acuerdo al uso industrial se clasifican en: Metálicos, Cerámicos, Polímeros, Compuestos, Biológicos, Electrónicos, Eléctricos. 3.- Materiales y Equipos:

Materiales.

Por lo menos uno de cada tipo, por ejemplo:Acero, latón, madera, pvc, poliestireno, Tabla triplay, tiza, hormigón, etc.

Herramientas:Entenalla, lima, tenaza, lija, regla graduada, mechero bunsen, imán conductivímetro , calibrador, rayador, martillo, fragua, balanza, utilizar equipos de seguridad personal.

4.- Procedimiento: Con los equipos, materiales y herramientas existentes en el laboratorio realizar las pruebas que crean necesarias para analizar el comportamiento de los diferentes tipos de materiales.

Dureza:

Utilice limas, rayadores y durómetros cuantificar cual de los materiales ofrece mayor resistencia a la penetración y rayado.

Conductividad térmica:

Disponga de materiales diferentes, con dimensiones iguales deben ser calentadas en un extremo. Aquella que se caliente más rápidamente en el otro extremo tendrá mejores propiedades de conductividad térmica.

Conductividad eléctrica:

Después de pulir las muestras utilizar un conductivímetro y mida la resistividad en materiales capaces de conducir corriente eléctrica.

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Tenacidad:

Las muestras a ensayar se las somete a golpes con martillo sobre un yunque, para determinar su tenacidad en forma cualitativa.

Inflamabilidad:

Compruebe su inflamabilidad después de colocar al fuego varias muestras.

Temperatura de Fusión

Utilizando diferentes muestras someterlas a calentamientos sobre una placa radiante y comprobar las temperaturas de fusión.

Abrasión:

Las muestras de los materiales escogidos deben ser de igual tamaño, luego de preparar superficies planas, éstas se desbastan aplicando presiones y tiempos iguales. Finalmente se pesan los residuos para tratar de evaluar la resistencia a la abrasión.

Magnetismo:

Utilice un imán permanente y acerque a los diferentes materiales para observar si son o no atraídos por éste.

Choque térmico:

Aplique cambios de temperatura drásticos para observar el comportamiento que tienen los materiales al choque térmico. Evalúe este comportamiento al verificar la presencia de grietas u otros defectos.

5.-BIBLIOGRAFIA:

- Avner Sidney . Introducción a la Metalurgia Física.- Flinn-Trojan. "Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones.

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GUIA DE PRÁCTICA No: 3

Tema:

Montaje, pulido mecánico y ataque químico de probetas metalográficas destinadas a la observación microscópica.

1.- Objetivo(s)

Practicar procedimientos para observación y análisis de muestras metálicas bajo el microscopio.

Determinación de parámetros cualitativos y cuantitativos en la preparación de muestras metalográficas.

Introducir al estudiante en la técnica del ataque químico como herramienta para revelar la microestructura de probetas preparadas metalográficamente.

2.- Teoría.

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La preparación metalográfica involucra una serie de pasos para obtener una probeta con una superficie perfectamente plana y libre de rayaduras al observarse bajo el microscopio óptico.Primero se comienza seleccionando una muestra adecuada, cortándola para llevarla a un tamaño fácil de manejar, y de ser necesario se realiza el montaje para facilitar su manipulación, Posterior a esto se inicia el proceso de preparación mediante lijas abrasivas y discos rotatorios con diferentes granulometrías hasta llegar a dejar la superficie en algunos de los casos tipo espejo. La observación al microscopio de muestras no-metálicas, sean materiales cerámicos o materiales compuestos sigue por lo general los mismos pasos de la preparación de muestras metalográficas para materiales metálicos

3.- Materiales y Equipos:

3.1 MUESTRAS:Detalle:Materiales:

3.2 CORTADORA DE DISCOS BUEHLER

Modelo: Serie: Voltaje-Frecuencia:Discos :

3.3 PRENSA HIDRAULICA BUEHLERSpeciment Mount PressCapacidad: Toneladas. Modelo: Serie:

3.4 BAQUELITA

Resina fenólica:Polvo: Premoldeada:Molde diámetro:Temperatura fusión:

3.5 TERMOMETRO DIGITALPirómetro digital Marca :

3.6 PULIDORA DESBASTADORA BUEHLERPulidora de banda: Modelo:Lija grit :

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Voltaje –frecuencia: Modelo: Serie:

3.7 PULIDORA MANUAL BUEHLERModelo: Número de lijas 4 Grit :Modelo: Serie:

3.8 PULIDORA DE DISCO BUEHLERModelo:Velocidad de giro:Pulido tosco: Disco de :

Pasta de diamante: Aceite para extender pastas.Modelo: Serie:

Pulido Fino: Disco :Alúmina :Modelo: Serie:

3.9 SECADORA DE CABELLO ELECTRICA.Para secar la muestra después del lavado.

3.10 MICROSCOPIO METALURGICO Y SOFTWARE Marca Olympus Lente ocular 10 X. Lente objetivo 5 X, 10X, 40X,100X. Amplificación máxima: 2000 X. Cantidad de luz variable Tiempo de exposición variable.

3.11 REACTIVOS QUIMICOS:- Consultar y estudiar la norma ASTM E 407 “ Standard Practice for Microetching Metals and Alloys”.

4.- Procedimiento.

4.1 Corte muestra.4.2 Monte de la muestra en baquelita.4.3 Coloque el cilindro en la prensa.4.4 Caliente el cilindro por medio de calentador.4.5 Verificar que el indicador de luz del calentador se encuentre apagado4.6 En ese instante aumente la presión a 4.200 psi durante 5 min.4.7 Retire el calentador y coloque el enfriador (10min.).4.8 Desmonte la probeta.4.9 Desbaste tosco de la muestra (filos de baquelita en la pulidora

de4banda (120).

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4.10 DEsbaste fino en el set de lijas abrasivas de CSi .4.11 Empiece por el abrasivo 240 hasta que las rayaduras vayan en un mismo sentido. 4.12 Repita los pasos 10 y 11 utilizando una lija más fina y girando 90 grados

al cambiar de un abrasivo a otro4.13 Analice la muestra en cada abrasivo.4.14 Pulido tosco de la muestra utilizando pasta de diamante y aceite de

dispersión en la pulidora de disco con paño de nylon, girando en sentido contrario al disco.

4.15 Lave con agua y detergente, limpie con alcohol y seque.4.16 Pulido final utilizando alúmina y agua destilada en un disco de paño

Microcloth, girando en sentido contrario al disco.4.17 Según la Norma ASTM E407, determine:

El reactivo que corresponda para el ataque químico y prepárelo. Los componentes, métodos y tiempos de ataque químico a emplear.

4.18 Lavar y secar la muestra.4.19 Observe la muestra en el microscopio.4.20 Tome la fotomicrografía de cada uno de los pasos anotados y guarde

en una carpeta con sus datos.

4.- Bibliografía:

- Avner Sidney. "Introducción a la Metalurgia Física".- Kehl George . "Fundamentos de la práctica metalográfica"

GUIA DE PRÁCTICA No. 4

Tema:

Ensayo de Chispa.

1.- Objetivo(s)

Identificar cualitativamente diferentes tipos de acero mediante el ensayo de chispa.

Analizar las características técnicas y químicas a través de las cuales se producen diferentes tipos de chispas.

Comparar con los estándares las formas y longitudes de las chispas.

2.- Materiales y Equipos

2.1 Esmeril.2.2 Flexómetro.2.3 Diferentes muestras de acero (5).2.4 Equipo fotográfico opcional.

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3.- Procedimiento

3.1 Acerque la muestra al esmeril.3.2 Observe la forma y color de las chispas.3.3 Mida las estelas de las chispas.3.4 Tome fotografías de las chispas para el respectivo análisis y

comparación.

4.- Bibliografía

APPOLD - Feiler, Tecnología de los metales.

GUIA DE PRÁCTICA No. 5Tema:

Pulido Químico.

1.- Objetivo(s)

Practicar otro procedimiento para pulir los metales mediante un reactivo de ataque químico.

Comparar este procedimiento con el pulido mecánico e identificar ventajas y desventajas.


2.1 Elementos para desbaste.2.2 Vasos de precipitación pyrex de :100 ml , 250ml, 500ml

2.3 Diferentes de soluciones para el pulido químico, dependiendo del metal a pulir.

2.4 Termómetro de 0 a 100 grados centígrados.2.6 Microscopio metalográfico provisto de video cámara 10X y objetivos

10X, 40X y 100X.2.6 Elemento calefactor

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2.7 Muestras metálicas.

3.- Procedimiento

3.1 Desbaste la muestra.3.2 Lave la muestra.3.3 Desengrase la muestra.3.4 Seque la cara elegida de la probeta.3.5 Coloque la solución química dentro de un recipiente pyrex adecuado.3.6 Introduzca la muestra metálica dentro del recipiente pyrex utilizando pinzas3.7 Caliente la solución química si es recomendado.3.8 Cumplido el ciclo de operación extraiga la probeta rápidamente.3.9 Lave en abundante agua.3.10 Enjuague en alcohol.3.11 Seque y observe en el microscopio a 100X 400X y 1000X.3.12 Si el resultado no es el deseado, repita el ensayo con el mismo reactivo

variando ligeramente las condiciones de composición, temperatura y tiempo

NOTA.- TENER CUIDADO DE NO INHALAR GASES TOXICOS

4.- Bibliografía

FLINN - TROJAN, Materiales de la ingeniería y sus aplicaciones. BENARD J. Metalurgia General.


Tema:Pulido Electrolítico

1.- Objetivo(s)

Mediante pulido electrolítico, practicar otro procedimiento para pulir metales. Comparar los resultados con otros métodos de pulido de metales 2.- Materiales y Equipos

2.1 Elementos para desbaste.2.2 Aparato de electropulido.2.3 Celda electrolítica provista de electrodos de acero inoxidable y de

refrigeración.2.4 Listado de soluciones para el pulido electrolítico2.5 Termómetro de 0 a 100 grados centígrados.2.6 Vasos de precipitación de 100 ml, 250ml, 500ml.2.7 Microscopio metalográfico provisto de video cámara 10X y objetivos

10X, 40X y 100X.2.8 Muestras metálicas.

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3.- Procedimiento

3.1 Desbaste la muestra. 3.2 Lave la muestra3.3 Desengrase la muestra.3.4 Elija una cara de la muestra metálica.3.5 Coloque sobre el soporte con la polaridad adecuada.3.6 Deposite el electrolito en el recipiente pyrex adecuado e introduzca la

muestra metálica posteriormente.3.7 Fije en el aparato las condiciones de trabajo: densidad de corriente y

tiempo.3.8 Ponga en marcha el aparato.3.9 Cumplido el ciclo de operación extraiga la probeta rápidamente.3.10 Lave en abundante agua.3.11 Enjuague en alcohol.3.12 Seque y observe en el microscopio a 100X 400X y 1000X.3.13 Si el resultado no es el deseado, repita el ensayo con el mismo

electrolito variando ligeramente las condiciones de corriente y tiempo.

4.- Bibliografía

FLINN - TROJAN, Materiales de la ingeniería y sus aplicaciones. DUBOX . Prácticas de metalografía.

GUIA DE PRACTICA N° 7 Tema:

Estructuras Cristalinas.

1.- Objetivos:- Modelar las estructuras cristalinas más comunes en los metales de

uso industrial.- Ubicar planos y direcciones en las diferentes estructuras

cristalográficas.

2.- Revisión Teórica:Estructuras cristalinas de los metales (cúbica, hexagonal).Planos y direcciones cristalográficas, índices de miller.Formas de apilamiento.

3.- Materiales y Equipos:

Equipos: 17

Recipiente pequeño, modelo-gráfico, reverbero, regla graduada, cubos y prisma hexagonal de madera.

Materiales:Esferas de plástico, pega.

4.- Procedimiento:

- Elabore con diferentes materiales (plástico, madera, etc.) modelos correspondientes a las siguientes estructuras: BCC: FCC y HCP

- Señale en cada una de ellas su número de coordinación, factor de empaquetamiento, direcciones y planos más compactos.

- Indique secuencias de apilamiento para formar estructuras FCC y HCP

5.- Bibliografía:

- Van Vlack Lawrence " Elementos de las Ciencias de los Materiales.

- Avner Sidney . Introducción a la Metalurgia Física.

- Flinn-Trojan. "Materiales de Ingeniería y sus Aplicaciones

GUIA DE PRACTICA N° 8 Tema:

Reconocimiento de Materiales Sintéticos

1.- Objetivos: Realizar la clasificación de diversos materiales sintéticos en grupos

con ayudas sencillas. Identificar los materiales sintéticos mediante la llama, por su olor,

densidad, resistencia de forma goteo, color.

2.- Revisión Teórica:Los materiales sintéticos pueden, junto a las características exteriores ser identificados, entre otra pruebas, mediante la prueba de calor y su comportamiento en la llama.De acuerdo a la diversidad de comportamientos se deducen los posibles procesos de transformación.

3.- Materiales y Equipos:18

3.1 Mechero bunsen3.2 Diferentes tipos de materiales sintéticos de uso común (5)

4.- Procedimiento:

4.1 Ubicar correctamente las instalaciones de gas hacia el mechero bunsen.

4.2 Encender con cuidado el mechero a llama baja.4.3 Proceder a quemar cada una de las muestras de materiales

sintéticos y observar su comportamiento color olor etc.

5.- Bibliografía:

- Fundación Alemana para el desarrollo Internacional “ Curso Superior de Tecnología Mecánica Práctica”

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Tema:Determinación del Tamaño de grano (método de Intercepción).

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1.-Objetivo(s)

Practicar la medición del tamaño de grano mediante el método de intercepción.

Comparar con otros métodos de medición del tamaño de grano, para evaluar ventajas y desventajas


2.1 Muestras metálicas.2.2 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.3 Microscopio metalúrgico.2.4 Video Cámara2.5 Horno - Mufla.2.6 Termómetro digital.2.7 Reactivos.2.8 Platos petri.

3.- Procedimiento.

3.1 Seleccione dos muestras del mismo material e identificarlas.3.2 Prepare la muestra 1 y 2 introduzca en un horno mufla y eleve la

temperatura según el tipo de material3.3 A la muestra 1 se la enfríe al medio ambiente.3.4 A la muestra 2 se la enfríe en el mismo horno hasta la temperatura

ambiente.3.5 A todas las muestras preparare metalográficamente de acuerdo a la

práctica Nº 3.3.6 Mida el tamaño de grano por el método de intercepción de acuerdo a la

norma ASTM E-112. 4.- Bibliografía. DONALD ASKELAND, Ciencia e Ingeniería de los Materiales.


Tema:Medición del tamaño de grano (Método Planimétrico).

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1.- Objetivo(s)

Mediante el método planimétrico, ensayar otro procedimiento para medir el tamaño de grano.



2.1 Muestras metálicas.2.2 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.3 Microscopio metalúrgico: objetivo ocular.2.4 Video Cámara2.5 Horno - Mufla.2.6 Termómetro digital.2.7 Prensa.2.8 Reactivos.2.9 Platos petri.

3.- Procedimiento.





norma ASTM E-112

4.- Bibliografía.

DONALD ASKELAND, Ciencia e Ingeniería de los Materiales


Tema:Determinación del Tamaño de grano (Método de Comparación ASTM).

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1.- Objetivo(s)

A través del método de comparación conocer otro procedimiento para medir el tamaño de grano.



2.1 Muestras metálicas2.2 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.3 Microscopio metalúrgico: objetivo ocular.2.4 Cámara fotográfica.2.5 Rollo fotográfico de 35 mm.2.6 Horno - Mufla.2.7 Termómetro digital.2.8 Prensa.2.9 Reactivos.2.10 Platos petri.

3.- Procedimiento.





norma ASTM E-112

4.- Bibliografía. DONALD ASKELAND , Ciencia e Ingeniería de los Materiales.


Tema:

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COMPROBACION DE LAS PROPIEDADES RELEVANTES EN MATERIALES CON ESTRUCTURAS: BCC, FCC, HCP.

1.- Objetivo(s). Comprobar experimentalmente las propiedades principales de metales con

estructura BCC, FCC, HCP en base de un método sencillo.

2.- Equipo y Materiales.

2.1 Muestra de un metal BCC (hierro alfa).2.2 Muestra de un metal FCC (aluminio).2.3 Muestra de un metal HCP (zinc).2.4 Sierra.2.5 Esmeril.2.6 Lima.2.7 Horno mufla.

3.- Procedimiento.

Disponga de tres muestras de los materiales anteriormente mencionados en iguales dimensiones y formas.A través de un procedimiento ideado por los alumnos, compruebe las principales propiedades de los materiales.

4.- Bibliografía

DONALD ASKELAND, La Ciencia e Ingeniería de los Materiales. IBCA, Especificaciones del acero DF2. SMITH, William. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales.


Tema:

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OBSERVACION Y DESCRIPCION DEL FENOMENO DE CRISTALIZACION

1.- Objetivo(s).

Estudiar el fenómeno de cristalización e interpretar éste con los metales.

2.- Equipo y materiales.

2.1 Solución saturada de cloruro de amonio preparada previamente a 60 grados centígrados y filtrados.

2.2 Mechero bunsen, trípode y tela metálica.2.3 Recristalizador, probeta de 100 ml, varilla de vidrio y pinzas.2.4 Repasador, algodón y termómetro de 0 a 100grados centígrados.2.5 Termómetro y algodón.2.6 Microscopio equipado para observar a 10 o 20 aumentos.

3.- Procedimiento.

3.1 Caliente la solución contenida en el cristalizador hasta su disolución completa girando con una varilla de vidrio.

3.2 Retire de la fuente calórica, registrar temperaturas. 3.3 Limpie exteriormente la base del cristalizador y coloque sobre la platina

del microscopio.3.4 Enfoque una zona cualquiera del líquido a examinar el campo hasta que

aparezca un micro cristal. Si los objetivos se empañan, secarlos cuidadosamente con un algodón.

3.5 Localice un micro cristal, registre distintas etapas de su crecimiento. 3.6 Sobre la base de las observaciones hechas, Describa el fenómeno de

solidificación de un metal.

4.- Bibliografía

Dubox, prácticas de Metalografía.


Tema:

MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO.25

1.- Objetivo(s).

Investigar el principio de funcionamiento del microscopio electrónico de Barrido e indicar sus aplicaciones.


Microscopio electrónico de barrido ubicado en el Laboratorio de Investigaciones CIENCI.

3.- Procedimiento.

El procedimiento que se utiliza para el manejo del microscopio de barrido comienza por calentarse un filamento de tungsteno con un haz de electrón, existen dos bobinas una a cada lado las que producen el haz de electrón que se disparan en dirección a la muestra este haz es de 10 -4hecto pascales. Este microscopio electrónico consta de dos partes: el microscopio y el difractor de rayos X.El electrón disparado por el filamento choca con la muestra y se produce un electrón secundario que es pasado a los monitores. Estos electrones unos rebotan y otros penetran a la muestra dichos electrones provocan imágenes.La cámara de alto vacío esta refrigerada se utiliza para esta acción nitrógeno líquido para que no permita que se caliente el filamento.El objetivo que se utiliza en este microscopio electrónico es de 5.000X.Con este microscopio se puede detectar la característica superficial y la rugosidad de un material.Visitar el laboratorio de investigaciones

4.- Bibliografía

Instrucciones del operador del Microscopio Electrónico de Barrido.


Tema:

SOLIDIFICACION DE METALES PUROS.26

1.- Objetivo(s)

Analizar la influencia de la rapidez de enfriamiento con respecto a la presencia de dendritas.


2.1 Muestra (alambre de cobre).2.2 Durómetro.2.3 Playo.2.4 Crisoles.2.5 Horno mufla.2.6 Equipo para preparación metalográfica.2.7 Microscopio.2.8 Video Cámara

3.- Procedimiento

3.1 Prepare dos muestras de metal puro (cobre).3.2 Ponga la muestra en el crisol.3.3 Ponga los crisoles dentro del horno para su fundición.3.4 Luego de este paso realice el enfriamiento. Uno dentro del horno y la

otra a temperatura ambiente.3.5 Realice la preparación metalográfica de acuerdo a la práctica Nº 3.3.6 Observe la muestra en el microscopio.3.7 Tome fotomicrografías de cada muestra.3.8 Guardar los archivos en la carpeta. 3.9 Analice los resultados

4.- Bibliografía.

WILIAM SMITH, Ingeniería de los Materiales.

GUIA DE PRÁCTICA No. 16 Tema:

MACROESTRUCTURA DE UNA PIEZA FUNDIDA.

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1.- Objetivo(s).

- Analizar metalográficamente la macroestructura de una muestra fundida, identificando las zonas de solidificación.

- Estudiar las características de granos equiaxiales y columna res que se forman en el material.

2.- Equipo y Materiales

2.1 muestras de Zn.2.2 Crisol pequeño para fundición.2.3 Horno.2.4 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.5 Materiales para fundición.2.6 Microscopios (foto micrografías).2.7 Reactivos para el ataque químico.

3.- Procedimiento

3.1 Seleccione el metal a ser fundido y un molde adecuado de enfriamiento.3.2 Funda el metal.- por ejemplo para el cinc, se fundió en un horno de

crisol.3.3 Vierta el metal fundido al molde, usando una cuchara para colado, y otra

cuchara para retirar la escoria superficial.3.4 Espere aproximadamente de 30 a 40 minutos para que se enfríe y

solidifique el metal.3.5 Una vez solidificado, saque del molde la muestra.3.6 Proceda a realizar la prelación metalográfica de acuerdo a la práctica nº

3 el pulido mecánico.3.7 Proceda al ataque químico con los reactivos adecuados.3.8 Observe en el microscopio los granos equiaxiales y columnares.3.9 Analice de resultados.

4.- Bibliografía.

BROSTOW, WITOLD. Introducción a la ciencia de los materiales. FLINN, TROJAN. Materiales de Ingeniería y sus aplicaciones. VAN VLACK, Elementos de la ciencia de los materiales.


28

Ensayos No Destructivos (END) Tintas PenetrantesMétodo A3

1.- Objetivo(s)

Evaluar la presencia de defectos superficiales y subsuperficiales en muestras no porosas mediante tintas penetrantes fluorescentes removibles con solvente.


2.1 Muestra.2.2 Kit de líquidos penetrantes (solvente, penetrante, revelador).2.3 Wype, papel absorbente, franelas.

3.- Procedimiento.

3.1 Limpie la parte a examinar incluyendo un buen secado.3.2 Aplique el líquido penetrante de manera que cubra la superficie.3.3 Deje transcurrir el tiempo necesario para la penetración del líquido, este

tiempo puede variar entre algunos minutos hasta 30 minutos.3.4 Remueva el líquido penetrante de la superficie evitando que sea

extraído el que ha penetrado en las fallas. Esta remoción puede hacerse por arrastre de trapos humedecidos en solvente.

3.5 Observe con la lámpara de luz negra si se ha realizado correctamente la remoción del exceso de penetrante.

3.6 Deje secar la superficie y aplique el revelador, que puede ser talco o alguna sustancia mineral finamente pulverizada, en forma de polvo en suspención alcohólica que una vez evaporada deja una capa fina de polvo.

3.7 Observe defectos por medio de lámpara de luz U.V.3.8 Analice los resultados de acuerdo a normas ASTM E-165.

4.-Bibliografía:

Textos Asociación de Ensayos No Destructivos ESPAÑA AENDTextos Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos IMENDE-México

GUIA DE PRACTICA N° 18

29

Tema:Ensayos No DestructivosTintas Penetrantes Método B3

1.- Objetivo(s)

Identificar la presencia de fisuras, grietas o poros abiertos a la superficie en materiales no porosos por medio de líquidos penetrantes.

Evaluar defectos superficiales en muestras no porosas mediante tintas penetrantes coloreadas removibles con solvente.


2.1 Muestra.2.2 Equipo de limpieza.2.3 Wype, franelas.2.4 Cámara fotográfica.2.5 Kit de tintas penetrantes (solvente, penetrante, revelador).

3.- Procedimiento.

3.1 Limpie la parte a examinar incluyendo un buen secado.3.2 Aplique líquido penetrante de manera que cubra toda la superficie.3.3 Deje transcurrir el tiempo necesario para la penetración del líquido, este

tiempo puede variar entre algunos minutos hasta 30 minutos. 3.4 Remueva el líquido penetrante de la superficie evitando que sea

extraído el que ha penetrado en las fallas. Esta remoción puede hacerse por el arrastre con trapos humedecidos en solvente o bien por pulverización.

3.5 Deje secar la superficie y aplique el revelador, que puede ser talco o alguna otra sustancia mineral finamente pulverizada en forma de polvo seco o en suspención alcohólica que una vez evaporada deja una fina capa de polvo.

3.6 El revelador tiene por función extraer el líquido penetrante detenido en las fallas que al difundirse en la superficie ofrece indicaciones visibles. Si el líquido penetrante es coloreado se tendrá un buen contraste con respecto al fondo blanco del revelador. El tiempo necesario debe ser entre 10 - 20 minutos.

3.7 Analice los resultados de acuerdo a normas ASTM E-165.

4.- Bibliografía.Textos Asociación de Ensayos No Destructivos ESPAÑA AENDTextos Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos IMENDE-México


30

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARTICULAS MAGNETICAS: MAGNETIZACION CIRCULAR.

1.- Objetivo(s)

Identificar la presencia de fisuras, grietas, poros abiertos a la superficie en materiales ferromagnéticos mediante partículas magnéticas.


2.1 Equipo magnético detector de fisuras VITASONICS.2.2 Partículas fluorescentes.2.3 Sistema de aire comprimido.2.4 Equipo de limpieza.

3.- Procedimiento.

Realice los cálculos de acuerdo a las características y formas de las probetas a ser analizada.

3.1 Limpie toda la probeta. 3.2 Revise los contactos eléctricos y tomas de aire comprimido.3.3 Compruebe la concentración de las partículas fluorescentes.

Deje decantar en un lugar libre de vibraciones durante 30 minutos o coloque en una centrifuga durante 5 minutos.

Verifique el volumen de las partículas acumuladas en el fondo del tubo. Para partículas fluorescentes debe ser entre 0.2 y 0.4 cc. en un tubo de 100ml.

3.4 Coloque la probeta en el equipo.3.5 Realice el acople adecuado en los cabezales.3.6 Presione con el pistón móvil de acople.3.7 Bañe toda la superficie de la pieza con partículas magnéticas en

suspención.3.8 Se aplica la corriente en el instante en que suspende el baño para

evitar que la fuerza del chorro del baño lave alguna indicación.3.9 Suspenda la circulación de corriente.3.10 Analice las indicaciones por medio de una lámpara de luz negra y de

acuerdo a la norma ASTM E-709.

4.- BibliografíaTextos Asociación de Ensayos No Destructivos ESPAÑA AENDTextos Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos IMENDE-México


31

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARTICULAS MAGNETICAS: MAGNETIZACION LONGITUDINAL

1.- Objetivo(s).

Identificar la presencia de fisuras o discontinuidades, grietas o poros mediante magnetización longitudinal en materiales ferromagnéticos.

2.-Equipo y Materiales.

2.1 Equipo magnético detector de fisuras VITASONICS (Bobina 5 vueltas).2.2 Partículas fluorescentes 2.3 Sistema de aire comprimido.2.4 Equipo de limpieza.

3.- Procedimiento.

Realizar los cálculos de acuerdo a la probeta a ser analizada.3.1 Limpie totalmente la probeta. 3.2 Revise los contactos eléctricos y tomas de aire comprimido.3.3 Compruebe la concentración de las partículas fluorescentes.

Dejar decantar en un lugar libre de vibraciones durante 30 minutos o colocar en una centrifuga durante 5 minutos.

Verifique el volumen de las partículas acumuladas en el fondo del tubo. Para partículas fluorescentes debe ser entre 0.2 y 0.4 cc. en un tubo de 100ml.

3.4 Coloque la probeta en el equipo.3.5 Realice el acople adecuado en el interior de la bobina. 3.6 Bañe toda la superficie de la pieza con partículas magnéticas en

suspención.3.7 Se aplica la corriente en el instante en que suspendemos el baño para

evitar que la fuerza del chorro del baño lave alguna indicación.3.8 Suspenda la circulación de corriente.3.9 Analice las indicaciones por medio de una lámpara de luz negra y de

acuerdo a la norma ASTM E-709.

4.- Bibliografía

Textos Asociación de Ensayos No Destructivos ESPAÑA AENDTextos Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos IMENDE-México


32

Tema:DIFUSION EN POLIMEROS

1.-Objetivo(s)

Conocer e investigar los procesos de difusión para polímeros que se realizan industrialmente.

Obtener ciertas especificaciones técnicas para la difusión en polímeros con colorantes.

Comprobar el proceso de difusión al nivel de laboratorio mediante una practica con poliestireno y polipropileno.

2.- Equipo y Materiales. 2.1 Colorantes.2.2 Polímeros.2.3 Muestras de poliestireno y polipropileno.

3. Procedimiento.

3.1 Visite una fábrica que utilice polímeros en su producción3.2 Observe en que etapa del proceso de fabricación interviene el fenómeno

de difusión.3.3 Trate de experimentar en el laboratorio el proceso de difusión observado

en la industria

4.- Bibliografía.

Química y Física de los altos Polímeros.


33

Tema:

SOLDADURA POR DIFUSION

1.- Objetivo(s).

Experimentar la unión de dos piezas mediante soldadura por puntos para analizar la influencia de la difusión en este proceso.


2.1 Dos láminas de tol.2.2 soldadura de punto.2.3 Electrodos.2.4 protectores personales.2.5 pinzas.2.6 cepillo de alambre.

3.- Procedimiento.

3.1 Utilice dos láminas de tol.3.2 Limpie con el cepillo de alambre toda la superficie de la lámina.3.3 Realice cinco diferentes puntos de soldadura a diferentes amperajes y

tiempos.3.4 Luego realice un corte transversal justo por el punto de soldadura.3.5 Realce el análisis metalográfico de acuerdo a la practica Nº 3.3.6 Realice un revisión microscópica de la muestra.

4.- Bibliografía.

FLINN, TROJAN. Materiales de Ingeniería y sus aplicaciones.

GUIA DE PRÁCTICA No. 23 Tema:

34

SINTERIZADO

1.- Objetivo(s).

Experimentar el proceso de sinterización mediante la fabricación de un disco metálico basándose en los procesos de la Metalurgia de polvos.

2.- Teoría:

Sinterizado es el proceso por medio del cual con el aumento de la temperatura, las partículas de los cuerpos sólidos se unen por fuerzas atómicas. Con la aplicación de calor las partículas se prensan hasta su más mínimo contacto y la efectividad de las reacciones a la tensión superficial se incrementa. Las temperaturas para el sinterizado son menores de la temperatura de fusión del polvo principal. Existe una amplia gama de temperatura de sinterizado, sin embargo las siguientes han demostrado ser satisfactorias.Hierro 1095 º CAcero Inoxidable 1180 º CCobre 870 º CEl tiempo de sinterizado varia de 20 a 40 minutos.

3.- Equipos y Materiales.

2.1 Metales en polvo (zinc y aluminio)2.2 Prensa hidráulica.2.3 Moldes.2.4 Horno mufla.2.5 Dispositivos para preparar metalográficamente.

4.- Procedimiento.

3.1 Seleccione los materiales a ser sinterizados, metales en polvo.3.2 Prepare una mezcla en igual proporción con Al y Zn.3.3 Proceda a la mezcla y luego compacte los materiales en polvo mediante

una prensa hidráulica.3.4 Compacte a 10.000 Psi, durante 5 minutos.3.5 Caliente la muestra en forma de disco en un horno a 500C luego a esta

temperatura mantener la pastilla durante 15 minutos.3.6 Por último prepare la muestra para un análisis metalográfico. 4.- Bibliografía.

DONALD, ASKELAND. La ciencia e Ingeniería de los Materiales.


35

Tema:

CEMENTADO

1.- Objetivo(s).

Experimentar el proceso de endurecimiento superficial en aceros. Analizar la influencia de la difusión en el proceso de cementado.


2.1 Muestra metálica (acero bajo contenido de carbono).2.2 Carbón vegetal.2.3 Antracita.2.4 Microdurómetro.2.5 Microscopios.2.6 Horno mufla.2.7 pinza, plancha de acero, guantes.

3.- Procedimiento.

3.1 Prepare la muestra.3.2 Limpie las impurezas de la superficie de la muestra.3.3 Pulverice el carbón.3.4 Introduzca en la caja la pieza.3.5 Someta al horno mufla a 900C por 10 horas.3.6 Proceda al temple en aceite.3.7 Luego prepare metalográficamente la muestra sin ataque químico.3.8 A continuación mida la microdureza para observar la penetración del

carbono.3.9 Analice de resultados.

4.- Bibliografía.

DONALD, ASKELAND. Ciencia e Ingeniería de los Materiales.


36

Tema:

CRECIMIENTO GRANULAR

1.- Objetivo(s).

Analizar la influencia de la difusión en el crecimiento granular cuando una muestra metálica es sometida a altas temperaturas.


2.1 Muestra de cobre deformado previamente en frío.2.2 Dispositivos para preparación metalográfica.2.3 Reactivo para realizar el ataque químico.2.4 Durómetro.2.5 Horno mufla.

3.- Procedimiento.

3.1 Consiga una probeta o muestra de cobre.3.2 Realice la preparación Metalográfica de la muestra.3.3 Realice el ataque químico a partir de normas ASTM.3.4 Observe en el microscopio la estructura granular, tome las respectivas

fotografías para la medición del tamaño de grano, luego mida la dureza antes del proceso de recocido.

3.6 Posteriormente lleve la muestra al proceso de recocido en el horno mufla, a temperaturas de 700 a 800C dependiendo del tamaño de la muestra el tiempo de permanencia en el horno (20 minutos).

3.7 Deje enfriar la muestra en el horno.3.8 Observe de la estructura granular en el microscopio, obtenga las

respectivas fotomicrografías, mida el tamaño de grano y la dureza.3.9 Analice los resultados.

4.- Bibliografía.

Donald Askeland, La ciencia e Ingeniería de los Materiales.


37

Tema:

ENSAYO DE DUREZA.

1.- Objetivo(s).

Medir la resistencia a la penetración sobre la superficie de un material, blando y duro.

Indicar las diferentes escalas de dureza. Clasificación de las escalas Rockwell. Comparar la dureza entre un material blando y duro.


2.1 Probeta de cobre puro.2.2 Probeta de acero.2.3 Sierra para corte.2.4 Lijas de desbaste fino.2.5 Durómetro para medir la dureza Rockwell.

3.- Procedimiento.

3.1 Seleccione la probeta.3.2 Prepare metalográficamente la probeta, para que sus dos caras se

encuentren paralelas.3.3 Coloque la pieza en el durómetro. 3.4 Coloque la carga necesaria de acuerdo a la escala.3.5 Realice una precarga, encerar y aplicar la carga.3.6 Mida las durezas en las diferentes escalas de acuerdo a los materiales.

4.- Bibliografía.

DONALD ASKELAND, La Ciencia e Ingeniería de los Materiales.


38

Tema:

OBSERVACION Y DESCRIPCION DE LA DEFORMACION PLASTICA Y RECRISTALIZACION DE UN METAL.

1.- Objetivo(s).

Experimentar el proceso de deformación plástica y recristalización de un metal.


2.1 Elementos para desbaste.2.2 Elementos para pulido mecánico o electrolítico.2.3 Elementos para ataque químico.2.4 Reactivos para el ataque.2.5 Yunque y martillo.2.6 Microscopio metalográfico provisto de ocular 10X y objetivos de 10X y

40X.2.7 Horno mufla.2.8 Durómetro.2.9 Probeta de "Cu".

3.- Procedimiento.

3.1 Desbaste la cara elegida. Determine la dureza de la probeta. Luego realice un análisis metalográfico (tomar fotomicrografías).

3.2Coloque la probeta en el yunque, luego deforme a base de golpes con martillo hasta un 30%.

3.3 Después, prepare metalográficamente la muestra y mida la dureza.3.4 Recosa la probeta a 600 °C durante un tiempo determinado, desbaste, pula, y ataque químicamente para realizar un análisis metalográfico,

luego mida durezas en la muestra.3.5 Describa el fenómeno de deformación plástica y recristalización de un

metal.

4.- Bibliografía.

William Smith, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales

39


Tema:

DEFORMACION DE LOS METALES POR MACLAJE Y DESLIZAMIENTO

1.- Objetivo(s).

Identificar bajo el microscopio las diferencias que existen entre maclaje y deslizamiento.


2.1 Muestra de cobre, latón o Aluminio.2.2 Martillo.2.3 Yunque.2.4 Equipo para pulido mecánico.2.5 Equipo para realizar el ataque químico.2.6 Microscopio.2.7 Cámara para toma de fotografías.

3.- Procedimiento

3.1 Deforme una muestra de Cu un 30-40%, mediante un martillo en un yunque.

3.2 Prepare metalográficamente dicha muestra. 3.3 Analice bajo el microscopio el proceso de deslizamiento.3.4 Deforme una muestra de latón con un martillo en un yunque en un 30-

40%.3.5 Caliente la muestra.3.6 Prepare metalográficamente y observe el Maclaje de Recocido.3.7 Analice de resultados.

4.- Bibliografía.

AVNER . Introducción a la Metalurgia Física.

40


Tema:ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN (TRABAJO EN FRIO).

1.- Objetivo(s).

Identificar la Influencia de los materiales trabajados en frío con respecto a sus propiedades mecánicas eléctricas y químicas.

Identificar la respuesta al trabajo en frío de tres metales con diferente estructura cristalina (FCC,BCC,HC).


2.1 Hierro BCC.2.2 Zinc HC.2.3 Cobre FCC.2.4 Yunque.2.5 martillo.

3.- Procedimiento.

3.1 Seleccione tres muertas metálicas; Hierro, Zinc, Cobre.3.2 Pula mecánicamente las piezas seleccionadas.3.3 Obtenga un 30 a 40 % de trabajo en frío con yunque y martillo.3.4 Observe los resultados del trabajo en frío en forma visual.3.5 Del cobre mida su conductividad.3.6 Del zinc y el hierro mida durezas.3.7 Compare los efectos producidos por el trabajo en frío.3.8 Análisis de resultados.

4.- Bibliografía.

DONALD ASKELAND . La ciencia e Ingeniería de los Materiales. WILLIAM SMITH. Ingeniería de los materiales.

41


Tema:

Determinación de inclusiones en aceros

1.- Objetivo(s).

Identificar las microestructuras de muestras metálicas trabajas en frío. Realizar el análisis de las inclusiones en un acero de construcción basado

en la norma INEN 1482. Identificar estructura de fibrado, textura de capa, orientación de segundas

fases e inclusiones.


2.1 Varilla de acero de construcción 7mm. de diámetro por 5 cm. de largo. 2.2 Sierra de arco.2.3 Accesorios para la preparación metalográfica.2.4 Microscopio óptico.2.5 Agua caliente.2.6 Software de microscopio.

3.- Procedimiento.

3.1 Extracción de la muestra (basarse en la norma INEN).3.2 Prepare metalográficamente la probeta de acuerdo a la práctica nº 3.3.3 Registre en los archivos en el CPU las observaciones vistas en el

microscopio.3.4 Analice de resultados.

4.- Bibliografía.

NORMA INEN 1482, Aceros: Determinación microscópica de inclusiones.

42


Tema:

LA RECRISTALIZACIÓN

1.- Objetivo(s)

Identificar el cambio de las propiedades mecánicas, eléctricas y químicas al calentar una muestra metálica a temperaturas superiores a 0.4 Tf.


2.1 Muestras de Aluminio, cobre.2.2 Conductivimetro2.3 Yunque2.4 Martillo.2.5 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.6 Durómetro.

3.- Procedimiento.

3.1 Disponga de muestras (Al, Cu, Ag).3.2 Deforme de 30% al 40% las muestras con el yunque y el martillo para

obtener una forma regular.3.3 Prepare metalográficamente todas las muestras deformadas de acuerdo

a la práctica Nº 3.3.6 Mida las durezas de para cada material.3.7 Analice microestructuralmente las muestras.3.8 Coloque las muestras en el horno hasta la temperatura de

recristalización.3.8 Analice de resultados.

4.- Bibliografía.

DONALD ASKELAND. Ciencia e Ingeniería de los Materiales. AVNER, Introducción a la Metalurgia Física.

43


Tema:TRATAMIENTO TERMICO DEL TEMPLE

1.- Objetivo(s).

Experimentar el procedimiento para endurecer los aceros. Evaluar los resultados a través del análisis metalográfico y de dureza.


2.1 Muestras pequeñas de aceros templables ( ASSAB DF-2, ASSAB 709, ASSAB XW-5, ASSAB XW-41, ASSAB 760 AMUTIT-S).

2.2 Horno mufla.2.3 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.4 Microscopio metalúrgico: Objetivo y ocular.2.5 Reactivos (Nital 3%, Picral).2.6 Durómetro2.7 Pinzas.2.8 Guantes de Amianto.

3.- Procedimiento.

3.1 Evalúe las propiedades de dureza y microestructura correspondientes a las muestras sin tratamiento térmico.

3.2 Llevar a la temperatura de austenización mantener el tiempo adecuado y posteriormente enfriarlo drásticamente en agua o aceite

3.3 Evalúe dureza y microestructura en esta etapa.3.4 Llevar a la temperatura de revenido manteniendo el tiempo adecuado y

luego realizar el análisis de dureza y microestructura en esta etapa.3.5 Finalmente analice los resultados en las diferentes etapas del temple.

4.- Bibliografía.

Donald Askeland, La Ciencia e Ingeniería de los Materiales. William Callister, Ciencia e Ingeniería de los Materiales

44


EL RECOCIDO

1.- Objetivo(s). Conocer el procedimiento del recocido, los efectos del endurecimiento y

conductividad causados por el trabajo en frío.

2.- Equipo y Materiales.2.1 Muestras de cobre.2.2 Dispositivos para la preparación metalográfica.2.3 Durómetro.2.4 Martillo.2.5 Yunque.2.6 Calibrador.2.7 Horno mufla.

3.- Procedimiento.Antes del deformado:

3.1 Limpie completamente la muestra.3.2 Prepare metalográficamente la muestra.3.3 Determine las propiedades:

- Conductividad eléctrica.- Dureza.

3.4 Obtenga las dimensiones geométricas. 3.4 Observe y mida el tamaño de grano.

Durante el deformado:

3.5 Deforme la muestra mediante golpes con martillo sobre el yunque.3.6 Prepare metalográficamente la muestra 3.7 Determine su dureza.3.8 Mida su conductividad eléctrica.3.9 Observe y mida el tamaño de grano.

Recocido:

3.10 Introduzca la muestra deformada en el horno.3.11 Deje que la temperatura alcance los 600°C (Temperatura por encima de

la de recristalización.)3.12 Mantenga la temperatura de 600°C por el lapso de 15 a 20 minutos. 3.13 Deje enfriar la muestra en el horno hasta alcanzar la temperatura

ambiente.3.14 Compare los de tamaño de grano, dureza y conductividad eléctrica de

las tres etapas de la práctica.

45

4.- Bibliografía. AVNER. Introducción a la Metalurgia Física.


Tema: RECONOCIMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES DE ACEROS AL CARBONO.

1.- Objetivo(s)

Reconocer los constituyentes de un acero al carbono a través de la observación microestructural de un acero.


2.1 Elementos para desbaste.2.2 Elementos para pulido mecánico o electrolítico.2.3 Elementos para ataque químico.2.4 Reactivo:

Nital al 4% Picrato sódico alcalino (kourbatoff):NAOH 25 grAcido Pícrico 2gr.H2O 100ml.

2.5 Microscopio metalográfico provisto de ocular 10X y objetivos 10X y 40X.

2.6 Durómetro.2.7 Horno mufla, Baños de temple, pinzas.2.8 Probetas: (Véase el cuadro siguiente).

PROBETA DESIGNACION ESTADO

1 Acero SAE 1060 Normalizado a 900C 2 Acero SAE 1060 Templado en aceite desde

850C 3 Acero SAE 1060 Templado en agua desde

850C 4 Acero SAE 1060 Recocido a 850C Con enfriamiento hasta

600C de 20C/h. 5 Acero SAE 1060 Templado en aceite y revenido

a 550

3.- Procedimiento

46

3.1 Determine la dureza de todas las probetas indicadas en el cuadro. Desbastarlas, pulirlas y atacarlas con nital, registrando los campos observados. Repulir y atacarlas de nuevo con reactivo de kourbatoff a ebullición durante 10 minutos registrando el campo microscópico.

3.2 De las observaciones realizadas, de las determinaciones de dureza de las características tabuladas en el cuadro anterior extraiga conclusiones para el reconocimiento de los constituyentes presentes en aceros al carbono.

4.- Bibliografía.

WILLIAM SMITH, Ciencia de los Materiales. DUBOX. Prácticas de Metalografía.

47


Tema: RECONOCIMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES DEL LATON Y BRONCE

1.- Objetivo(s)

Reconocer los constituyentes de latones y bronces a través de la observación micro estructural de aleaciones de base cobre.


2.1 Preparar la muestra de acuerdo a la práctica Nº 32.2 Reactivo:

Revisar norma ASTM E 407 .

2.3 Microscopio metalográfico provisto de ocular 10X y objetivos 10X, 20X, y 40X.

2.4 Durómetro.2.5 Horno mufla, pinzas. 3.- Procedimiento

3.1 Determine la dureza de todas las probetas indicadas en el cuadro. Compruebe si las probetas están en estado recocido.Proceda a la preparación metalográfica (desbaste, pulido y ataque químico de acuerdo a la norma ASTM E 470, registrando los campos observados.

3.2 De acuerdo a las determinaciones de dureza y otras características tabuladas en el cuadro anterior extraiga conclusiones para el reconocimiento de los constituyentes presentes en latones y bronces.

4.- Bibliografía.

WILLIAM SMITH, Ciencia de los Materiales. DUBOX. Prácticas de Metalografía.

48


Tema:

TRATAMIENTO TERMICO DE NORMALIZADO Y RECOCIDO

1.- Objetivo(s).

Practicar y analizar los efectos producidos al tratar térmicamente los aceros mediante Recocido y Normalizado.


2.1 Muestras pequeñas de aceros.2.2 Horno mufla.2.3 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.4 Microscopio metalúrgico.2.5 Reactivo (nital 3%).

3.- Procedimiento.

3.1 Evalúe las propiedades de dureza y análisis metalográfico correspondiente a la muestra sin tratamiento térmico.

3.2 Realice el tratamiento térmico de normalizado; calentando y enfriando la muestra a temperatura ambiente.

3.3 Realice la medición de dureza y análisis metalográfico de la muestra luego del tratamiento de normalizado3.4 En otra muestra realice el proceso de recocido calentar y enfriar en el

horno a temperaturas predeterminadas dependiendo de la clase se acero.

3.5 Realice el análisis de dureza y metalográfico después del recocido.3.6 Haga un estudio comparativo.

4.- Bibliografía.

William Smith, Ingeniería de los Materiales.

49


Tema:

TRATAMIENTO TERMICO POR ENVEJECIMIENTO EN ALEACIONES DE ALUMINIO.

1.- Objetivo(s).

Experimentar el proceso de envejecimiento en muestras de aluminio, evaluar este efecto por medio del cambio microestructural y de dureza.


2.1 Muestras.2.2 Horno mufla.2.3 Banco de preparación de muestras metalográficas.2.4 Microscopio metalúrgico.2.5 Reactivos químicos. 2.6 Durómetro.

3.- Procedimiento.

3.1 Determine las propiedades de la muestra sin tratamiento térmico (dureza, y análisis metalográfico).

3.2 Prepare la muestra y atacarla con el reactivo respectivo y determinar su estructura.

3.3 Realice el tratamiento térmico.3.4 Realice los ensayos anteriores con la nueva probeta ya efectuada el

tratamiento térmico.3.5 Haga un estudio comparativo.

4.- Bibliografía.

DONALD ASKELAND, La Ciencia e Ingeniería de los Materiales.


ENSAYO DE JOMINY

1.- Objetivo(s)

Practicar un procedimiento para medir la templabilidad de un acero (ensayo de Jominy).


2.1 Muestra de acero templable.2.2 Dispositivo para el ensayo Jominy.2.3 Durómetro.2.4 Banco para preparar muestras metalográficas.2.5 Horno mufla.2.6 Tanque para temple en aceite.2.6 Reactivos.

3.- Procedimiento.

3.1 Prepare la muestra estandarizada.3.2 Ubique la muestra en el horno mufla y elevar la temperatura hasta la

austenización.3.3 Mantenga a esta temperatura una hora por cada 2,5 cm de espesor.3.4 Efectúe el chequeo correspondiente al chorro de agua según indica en

la teoría.3.5 Transporte la muestra al dispositivo del ensayo Jominy en tiempo no

mayor a 10 seg.3.6 El tiempo de templado no debe ser menor de 10 minutos.3.7 Realice las pruebas indicadas en la muestra.3.8 Prepare las dos superficies planas paralelas de la muestra en el

espécimen a una profundidad de 0.4 mm.3.9 En cada superficie divida en 1/6".3.10 Tomar las medidas de dureza en cada superficie haciendo uso del

Durómetro.3.11 Tabule los datos, según registro correspondiente.3.12 Con los valores promedios grafique la curva correspondiente3.13 Analice los resultados.

4.- Bibliografía

William Smith, Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales.

BIBLIOGRAFIA: AUTOR TITULO EDITORIAL UBICACION

Donald Askeland La Ciencia e Ingeniería de los Materiales Grupo Editorial Iberoamérica ESPE-CIME

Avner Sydney Introducción a la Metalurgia Física Mc Graw Hill. ESPE-BIBLIOTECA

Van VlackTecnología de Materiales Fondo Educ. Iberoamericano BIBLIOTECA-CIME

Flinn-Trojan Materiales de Ing. Y sus Aplicac. Mc.Graw Hill. BIBLIOTECA-CIME

ASM American Society for Materials Tomos (1-2-3-4) BIBLIOTECA CIME

Albert Guy Metalurgia Física para Ingenieros Fondo Educ. Iberoamericano E.P.N

William Smith Fundamentos de la Ciencia e Ing. Mc Graw Hill. LAB. Metalurgia.de Materiales 2ª- 3a. Edición.

ASTM American Stándar Tessting Materials

56

prÁcticas de metalurgia-marzo-2008

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