Informe 4 de Ciencia

OSCILOSCOPIO COMO INSTRUMENTO DE MEDIDA

UNI FIMCIENCIA DE LOS MATERIALES I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

Facultad de Ingeniera Mecnica

INFORME: ENSAYOS METALOGRFICOSCURSO:

CIENCIA DE LOS MATERIALES IDOCENTE: LUIS SOSA Jos

INTEGRANTES:SECCIN: C2014-1INDICE:Objetivos.

Descripcin del equipo utilizado.

Descripcin del procedimiento.

Observacin de las probetas atacadas.

Conclusiones y recomendaciones.Cuestionario del ensayo metalogrfico.Bibliografa.

Anexos.

OBJETIVOS:

Aprender y poner en prctica una tcnica para la preparacin de muestras metalogrficas.

Observar y diferenciar las caractersticas micro estructurales de las probetas, ya sean metales o aleaciones, trabajadas de una forma adecuada. Alcanzar la mayor precisin a la hora del preparado de la probeta haciendo el uso adecuado de las lijas, eliminando las menores fallas que estas pueden tener.

Aprender a interpretar una fotomicrografa.DESCRIPCIN DEL EQUIPO UTILIZADO Lijas

Probetas.

Materiales para pulir: pao sujeto sobre disco de la pulidora automtica y abrasivo almina.

Reactivo de ataque: cido ntrico y alcohol etlico. ( Nital )

Polvo abrasivo (alumina) y alcohol.

Fuente para lijado con cada de agua.

microscopio metalogrfico.

DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO

1. Desbaste Grueso:

Dicho proceso lo realizamos con distintas lijas como: 180, 360, 600, 800, 1000, 1200; las cuales se colocan sobre un plano inclinado de vidrio, en la cual dejamos correr agua desde la parte superior en una cantidad mnima. Para lo cual desplazamos el metal de arriba hacia abajo sobre la lija, pues el agua es el encargado de desplazar las impurezas que va dejando la probeta.

Desplazar la probeta en un sentido por un determinado tiempo luego girar 90 grados y seguir el mismo proceso hasta alcanzar una superficie plana, para ello cual haremos uso de las lijas segn el orden de los nmeros que ellas tengan, crece el nmero cuando las lijas son de granos ms finos.

2. Pulido:Una vez realizado el desgaste se procede a pulir la probeta, en una mquina que consiste en un pao, la cual debemos de lavarlo antes de su uso respectivo, luego colocarlo en la maquina cuidadosamente luego encendemos la mquina y sobre ello esparcimos polvo abrasivo (alumina), tambin agregamos agua del centro hacia los bordes.

Luego colocamos la probeta de forma perpendicular sobre el pao observando en la cara ensayada de la probeta una especie de espejo, pues ello nos indica que la probeta tiende a ser lizo.

3. Ataque qumico:

Existen distintos tipos de ataques qumicos para diferentes metales. En general, el ataque es hecho por inmersin o fregado con algodn embebido en el lquido escogido por la regin a ser observada, durante algunos segundos hasta que la estructura o defecto sea revelada. Uno de los ms usados es elnital (cido ntrico y alcohol), aplicados en su gran mayora a los aceros al carbono, cobre, bronce, etc.

Sobre una luna esparcimos nital, en la cual sumergimos la probeta, previamente secado y limpiado con alcohol, sumergimos la probeta por un transcurso de 3 a 5 segundos, luego inmediatamente lo sumergimos en agua, pasando a secarlo nuevamente con algodn.

4. Observacin Microscpica:

Dependiendo del aumento de la lente se puede clasificar en dos tipos:

Macro grficos (10x a 30x): Solo detecta fallas bastante ms grandes que los granos y tambin detecta la textura del material.

Microgrficos (50x a 1500x): Detecta el tamao, la forma y la composicin de los granos de cada material.

El principal instrumento para la realizacin de un examen metalogrfico lo constituye el microscopio metalogrfico, con el cual es posible examinar una muestra con aumentos que varan entre50xy1500x. El microscopio metalogrfico es tambin llamado epimicroscopio.

Existen varios mtodos para averiguar el tamao de grano, entre ellos 3 son los que resaltan: Mtodo de comparacin: consiste en comparar la muestra que ha sido observada por el microscopio con una lmina en la que hay varias fotografas con distintos tamaos de grano Mtodo planimtrico: Es el ms antiguo procedimiento para medir el tamao de grano de los metales. El cual consiste en que un circulo de tamao conocido (generalmente 19.8 mm f, 5000 mm2 de rea) es extendido sobre una microfotografa o usado como un patn sobre una pantalla de proyeccin. Se cuenta el nmero de granos que estn completamente dentro del crculo n1 y el nmero de granos que interceptan el circulo n2 para un conteo exacto los granos deben ser marcados cuando son contados lo que hace lento este mtodo. Mtodo de intercepcin: es el mtodo ms rpido que el mtodo planmetro debido a que la microfotografa no requiere marcas para obtener un contexto exacto. El tamao de grano se estima contando por un medio de una pantalla dividida de vidrio, o por foto microfotografa o sobre la propia muestra el nmero de granos interceptados por una o ms lneas rectas. Los granos tocados por el extremo de una lnea se cuentan solo como medios granos. Las cuentas se hacen por lo menos entre posiciones distintas para lograr un promedio. La longitud de lneas en milmetro, dividida entre el numero promedio de granos interceptados por ella da la longitud de interseccin promedio o dimetro de grano. El mtodo de interseccin se recomienda especialmente para granos que no sean de ejes iguales. OBSERVACIN DE LAS PROBETAS ATACADAS Para la probeta de acero de bajo carbono determinar el porcentaje de carbono, y a partir de ste valor estimar utilizando las tablas apropiadas cual ser el valor de su dureza y su esfuerzo de fluencia.

Para hallar el porcentaje de carbono en la probeta que esta aumentada en 200 se halla de la siguiente manera:

Como el acero de bajo carbono est conformado por ferrita y perlita se halla la concentracin de cada una de ellas tomando como referencia un tamao de cuadro

A total=400u

A ferrita = 277u

A perlita = 123u

Para la probeta de cobre determinar el tamao de grano

Para hallar el nmero de granos en el cobre utilizaremos el mtodo de comparacin.

Mtodo de comparacin:

Este mtodo es conveniente y ms preciso para las muestras de ejes iguales. La ASTM tiene preparadas 10 cartas normalizadas, cada una con granos de diferente tamao. Por medio de este mtodo se preparada cuidadosamente la muestra que se va a estudiar para revelar la estructura granular, la cual se fotografa a 100 aumentos y luego se encuentra un patrn o una carta que coincida con esa muestra. Se comparara y teniendo en cuenta que el patrn ya tiene un nmero asignado para el tamao de grano se le asigna este nmero a la muestra estudiada.

Los ndices de las cartas van de 1 al 10, siendo el mayor ndice el de menor tamao de grano.

El nmero de tamao de grano n puede obtenerse con la siguiente relacin:

Donde:

n: ndice del tamao del grano

N: nmero de granos por pulgada al cuadrado

N=granos enteros dentro del circulo + granos en el borde /2

CONCLUSIONES Concluimos que necesariamente el metal o aleacin que ha sido pulido tiene que ser atacado qumicamente, ya que en la superficie no identificaramos las distintas composiciones y caractersticas, pues al observar en el microscopio metalogrfico veramos solo una luz que se refleja. Concluimos que es necesario que la probeta sea atacado adecuadamente por la sustancia correspondiente, pues de ello depende que evidenciemos las fallas o las distintas componentes que puedan tener.

Se concluye que la estructura del acero est compuesto por varias fases, que contiene un porcentaje de carbono y hierro, diferentes para cada fase. Se concluye que las caractersticas que se pueden evidenciar en el microscopio metalogrfico son distintas para diferentes probetas, la cual a simple vista no los podemos ver, pues ello nos dara a entender las distintas propiedades mecnicas que estas tienen.OBSERVACIONES Inicialmente en el proceso del lijado de las probetas haremos uso de nuestra visn, sea a simple vista trabajamos hasta llegar a una superficie plana.

Al momento de guardar las probetas secarlos bien y envolverlos con papel, pues estos se tornaran de color oscuro (negro), entonces tendramos que lijarlos de nuevo.

Para alcanzar un buen lijado de la probeta el movimiento debe de ser de arriba hacia abajo presionando fuerte cuando estemos trabajando con la las lijas gruesas e ir bajando la presin. Tambin se debe de mantener el movimiento de forma perpendicular al plano y en un solo sentido girando 90 grados cada cierto tiempo.

Para lijar y pulir muestras muy pequeas tendramos que preparar una probeta de resina alrededor de la muestra para facilitar el manejo de dicha muestra. Se debe de lavar el trapo utilizado en el pulido y sobre ella se esparcir el polvo abrasivo (almina Al2O3).ANEXOSCUESTIONARIO

1. Qu es el ensayo metalogrfico?

Este ensayo se utiliza mayormente para un estudio microscpico de las caractersticas estructurales de un metal o aleacin. Con este procedimiento es posible determinar el tamao de grano, forma y distribucin de varias fases e inclusive que efecto tienen sobre las propiedades mecnicas del metal.2. En qu casos se hace necesario el ensayo metalogrfico?

Este tipo de ensayos se pueden aplicar antes, durante o despus del proceso de manufactura. Tambin debe de ser aplicado despus de que la pieza fue expuesta a una sobrecarga; todo para evaluar el desgaste, deterioro, deformado, roto, etc. Producto del uso durante la vida til.

3. Qu nmeros de lijas han sido utilizados para el desbaste de la superficie?

Las lijas utilizadas en el ensayo fueron: 180, 360, 600, 800, 1000, 1200, 1500.

4. Qu tipo de polvo abrasivo se ha utilizado durante el pulido mecnico de las probetas?

Se utiliz la alumina (aluminio, oxido de bromo, polvo de diamante, xido de hierro).

5. Qu reactivo se ha empleado en el ataque qumico de las probetas de cobre, bronce y en el ataque de las probetas de acero al carbono? Indique la forma de la aplicacin.

El primer paso para el ataque qumico es limpiar las probetas con alcohol y algodn para retirar las impurezas, para luego utilizar un reactivo.

Para el cobre y el bronce se aplic el Nital al 3%.

Para los aceros se aplic al cido ntrico (HNO3).

6. Qu constituyentes se observan en los aceros al carbono?

El principal constituyente del acero es el arrabio, que a su vez est compuesto por magnetita, hematita y piritas; adems se encuentran austeritas, bainita, sorbita, C, Si, Mn, P y S en bajas proporciones.

7. Cmo se realiza la determinacin del tamao de grano? Indique los mtodos que pueden utilizarse.

Hay muchos tipos de mtodos que pueden determinar el tamao del grano pero entre los ms conocidos y recomendados por SAE y la ASTM son:

Mtodo de comparacin, el cual principalmente trata de encontrar un patrn para designar el tamao del grano. Es ms conveniente y bastante preciso en muestras de ejes iguales.

Mtodo planimtrico; el cual consiste en que un circulo de tamao conocido sirve como proyector para hacer un conteo exacto de los granos.

Mtodo de intercepcin, en donde en tamao del grano se estima contando por medio de una pantalla dividida de vidrio. No es conveniente para muestras de ejes iguales.8. En qu casos se emplea el ensayo macrogrfico? Muestre ejemplos del uso del ensayo macrogrfico, incluir fotos de estructuras.

La forma ms sencilla de observar la composicin y la estructura de metales y aleaciones es examinando las superficies metlicas a simple vista, pudiendo determinar de esta forma las caractersticas macroscpicas. A este examen se denomina "macrogrfico" del cual se pueden obtener datos sobre los tratamientos mecnicos sufridos por el material o comprobar la distribucin de defectos. Para el examen macroscpico, dependiendo del estudio a realizar, se utilizan criterios para el tipo de corte a realizar (transversal o longitudinal) para extraer la muestra.La microestructura revelar el tratamiento mecnico y trmico del metal y podr predecirse cmo se comportar mecnicamente.

9. Indicar cul sera el reactivo ms adecuado para atacar una probeta fabricada en acero AISI 316L.

Esta designacin es la de un acero de baja aleacin.

Acero de Nquel-Cromo (Ni 1.25, Cr 0.65, 0.6%C).

L designa acero al plomo.

Para los aceros el tipo de reactante (cidos en soluciones) a utilizar sera el Nital, Picral, Vilella.

BIBLIOGRAFA Keyser Ciencia de los materiales para ingeniera. Grinberg Tratamientos trmicos de aceros. Tecnologas de los Materiales Industriales. Lasheras, Esteban.

FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA E INGENIERA DE MATERIALES. William F. Smith/2 edicin. 1996.

CIENCIA E INGENIERA DE LOS MATERIALES. Donald R. Askeland. / Publicacin Mxico: International Thompson Editores. 1998.