UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA
FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL “ENSAYOS DE CHISPA”
INTEGRANTES:
DANNA UMPIRE CARDENAS BRYAN CUADROS CAMONES CRISTHIAN FERIA GOMÉZ STEFANY A. GRADOS NUÑEZ
CURSO: CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES INGENIERO: JEAN CARLO DIAZ SARAVIA III SEMESTRE 1
AREQUIPA-2016 1. INTRODUCCIÓN
A nivel industrial, es importante el uso y el conocimiento de los materiales metálicos, para un amplia aplicación en nuestro diario vivir; la fabricación de herramientas, el mecanizado de piezas para automóviles, artículos decorativos, hasta estructuras civiles. Lo ingenieros han trabajado y han estandarizado procesos, para poder trabajar estos materiales. Para identificar de una forma rápida y aproximada el tipo de acero y el porcentaje de carbono que éste posee, existe la prueba de la chispa. La chispa se produce al empujar una aleación ferrosa contra una muela de esmeril girando a gran velocidad, esta acción arranca partículas del material las cuales son proyectadas tangencialmente por la periferia de la muela. Esto produce un fuerte calentamiento local produciéndose rayos luminosos, chispas, explosiones, estrellas, arborescencias luminosas, etc. Cada tipo de acero produce su serie de chispas características; mediante la observación cuidadosa de éstas pueden identificarse determinados tipos de aceros. Es por ello que en el trabajo presentado a continuación, se puso a prueba cada material que se utilizó, para saber qué tipo de chispa es, como se presenta esta en el material y que colores presenta. 2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Identificar mediante el ensayo de la chispa, de modo simple y aproximado, el tipo de acero que se ensaya Usar de modo seguro y adecuadamente las máquinas y el equipo necesarios
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2
Verificar que el material a usarse tenga una chispa que lo caracteriza. Analizar qué tipos de acero es el material. Verificar que tipo de colores tiene la chispa. Identificar qué tipo de explosión presenta la chispa. Operar la muela del esmeril. Efectuar ensayo de la chispa de esmerilado. Analizar y comparar datos. 3. RECURSOS
Materiales o o o o o
Acero de construcción A570 Gr 36 (ST37). Acero 4140. Varilla de bronce. Acero 52100 de rodamiento. Acero inoxidable.
Maquinas o
Esmeril de pedestal
Equipo de protección personal o o o o
Lentes de protección. Guantes. Mandil protector. Zapatos de seguridad
Otros o
3
Chart de chispas
4. MARCO TEORICO 4.1.
PRUEBA DE LA CHISPA
Al someter la pieza de acero al contacto con la piedra esmeril, se producen chispas que por las características de su forma y color permiten conocer de una forma aproximada su composición química. Con este ensayo se determina si el contenido de carbono en la pieza es o no considerable. Con esto, se puede clasificar la pieza como perteneciente a un grupo determinado de aceros. El ensayo se hace con más precisión si se obscurece el local y se esmerila conjuntamente con la pieza una barra de composición conocida. 4.2.
RECONOCIMIENTO DEL ACERO
o
o
4
En el caso de acero dulce, las chispas que se despiden son de color amarillo oro, en forma de líneas y gotas alargadas. Presenta poca chispa.
En el caso del acero duro, las chispas son de color amarillo claro muy luminosos, las chispas son abundantes y en forma de estrellitas
o
Para el caso del acero rápido, las chispas son de color rojo oscuro, son pequeñas, en gavillas interrumpidas casi sin estallido.
5. IDENTIFICACION DE LOS ACEROS POR LAS CHISPAS
El método de identificación de los aceros por las chispas es un tanto aproximado, no preciso. Se requiere de mucha experiencia para poder clasificar correctamente el tipo de acero que se está probando. Esta prueba se realiza por observación de las chispas que se desprenden cuando se pone en contacto una pieza de acero contra una pieza de esmeril en movimiento. Luego se compara con el chart de chispa y se sacan las conclusiones correspondientes.
6. CUADRO DE IDENTIFICACION DE LOS ACEROS SEGUN LA CHISPA
FORMAS DE LOS RAYOS LUMINOSOS
CHISPAS
ESPINILLAS INCANDECENTES DE CARBONO
COLOR
MATERIAL
A
Largas y rectas con brillo
Muy poco
Amarillo paja.
Hierro de forja.
5
intenso. B
Largas y rectas con brillo intenso.
Algunos pequeños
Amarillo paja.
Hierro fundido.
C
Largas con ramificaciones.
Bastantes.
Blanco.
Acero de herramientas.
D
Cortas con abundantes ramificaciones.
Abundantes y gruesos.
Blanco incandescente.
Acero con elevado contenido de carbono.
E
Forma cónica de gota o bola.
Casi no hay
Rojo pardusco.
Acero rápido.
F
Ramificadas.
Muy pocas.
Blanco incandescente.
Acero al manganeso.
7. ACTIVIDADES DE LA PRÁCTICA Y PROCEDIMIENTOS
1. Observar atentamente al Jefe de Prácticas en la descripción y modo de operar el esmeril de banco (modo correcto de operación y condiciones de seguridad en el trabajo). 2. Formar grupos de trabajo de 3 ó 4 alumnos. 3. Encender el esmeril. 4. Hacer contactar la pieza a ensayar con la rueda de esmeril en movimiento.
5. Observar cuidadosamente los tipos de chispa; principalmente su forma y color.
6
6. Tomar datos de cada muestra. 7. Comparar con chart de chispas y determinar el tipo de material.
8. EJERCICIOS PROPUESTOS
A. Determinar el tipo de material a través del ensayo de la chispa en los distintos materiales de prueba. N°
PROBETA
COLOR
CARACTERÍSTICAS
TIPO DE CHISPA
MATERIAL
Rayo Liso con pocas 1
Anaranjado casi rojizo
La chispa ha sido medianamente grande
Acero de alta velocidad M2 explosiones rayos lisos
De color blanca Con destellos amarillos
2
Acero al carbono para herramientas S1
La chispa ha sido larga y de flujo continuo
Rayo Interrumpido Color Amarillo con rasgos anaranjados
3
7
La chispa ha sido larga
Acero Endurecido
Rayo De color anaranjado con destellos amarillos
4
La chispa ha sido medianamente pequeña
Acero de alta velocidad T42 Interrumpido
Rayo Liso Chispa amarilla y de color anaranjado en la cabeza
5
De color Anaranjado con tonalidades amarillas
6
Acero para trabajo en caliente alta aleación H13
La chispa fue larga
Forma de ramo La chispa es pequeña
Acero de alta velocidad M2
Explosiones Ramificadas De color Amarillo con tonalidades blancas
7
8
Chispa medianamente grande
Acero para herramientas aleado Mn
flujo de líneas sin espinas 8
De color Amarillo
De color naranja
9
10
-
Chispa Alargada
Acero par herramientas aleado W S1
Rayo Interrumpido La chispa es larga y de flujo continuo
No produce chispa debido a que este material es una aleación de Cu y Sn
Acero inox. 304
-
Bronce prelubricado
B. Cuestionario 1. ¿Qué es el ensayo de la chispa?
a) Una prueba exacta de identificación de Materiales. b) Una prueba exacta de identificación de aceros. c) Una prueba aproximada de identificación química de los aceros.
d) Una prueba aproximada de identificación química de metales. e) Ninguna de las anteriores.
2. ¿Qué características debemos observar en la chispa?
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a) Color, longitud, amplitud, cantidad y tipo de explosiones. b) Color, longitud, amplitud, cantidad explosiones.
c) Color, longitud, amplitud, tipo de explosiones. d) Color, longitud, cantidad y tipo de explosiones. e) Ninguna de las anteriores.
3. Normalmente en un acero un alto contenido de carbono se puede identificar en la chispa cuando:
a) La chispa es alargada. b) La chispa es corta. c) La chispa tiene pocas explosiones.
d) La chispa tiene muchas explosiones. e) No es determinable.
4. ¿Qué consideraciones de seguridad se necesita tomar en cuenta para el ensayo de la chispa?
Se necesita tener los implementos personales de seguridad que son: guantes de badana, botas de seguridad, lentes traslucidos, mandil de cuero, careta de seguridad. Es recomendable que el proceso del ensayo de chispa se realice de dos personas, la primera de ellas ayuda a sostener el esmeril sirviendo de apoyo para que este no se mueva durante el ensayo; y la segunda, sostiene la probeta para que se pueda identificar el tipo de chispa de ese acero. Para mayor seguridad se recomienda que una tercera persona cumpla la tarea de ayudar a alcanzar las probetas a la persona que realiza el ensayo. Al momento de realizar el ensayo los observadores deben tener una distancia considerable para evitar posibles accidentes
5. ¿Qué factores influyen en la determinación del tipo de chispa?
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Tipo de material Características Color Tipo de chispa
C. Glosario
1. Encuentre las siguientes definiciones:
a. Acero al carbono.
Cuando el hierro está aleado con proporciones menores que el 2% denomina acero al carbono.
el carbono en de carbono se
b. Aceros especiales.
Son los que deben sus propiedades más importantes, principalmente, a uno o varios elementos aleados que llevan distintos del carbono.
c. Aceros rápidos.
Llamado también "HSS" (High Speed Steel)-Acero de alta velocidad. Son aceros especiales para herramientas, que conservan sus características tecnológicas, aun a temperaturas relativamente elevadas, permiten grandes velocidades de corte. Estos aceros contienen siempre cromo, tungsteno (llamado también wolframio), y con frecuencia vanadio. Si el porcentaje de tungsteno es superior al 18%, se denominan extra-rápidos (o súper-rápidos).
9. CONCLUSIONES
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Para concluir los metales son materiales que están presentes cada día, son un gran aporte al desarrollo mundial, desde productos de decoración, hasta estructuras civiles. Para la correcta aplicación industrial de los materiales, en el laboratorio tratados, es necesario conocer su composición y sus propiedades, el trabajo en el laboratorio nos permitió, mediante la práctica de chispas en las cuales pusimos en observación las características de estas: su forma, su amplitud, el color, el tipo de explosiones, y además de ello reconocer los materiales en estudio de los que estaban compuestos como por ejemplo: bronce ( aquellos que no producen chispa) , aceros inoxidables y aceros al carbono ( que producen chispa gracias a que tienen carbono en su composición). 10. REFERENCIAS BILIOGRAFICAS
Universidad Don Bosco. (2016). Identificación de Materiales. [online] Available at: http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/mecanicaingenieria/ciencia-de-los-materiales/2014/ii/guia-1.pdf [Accessed 27 Mar. 2016]. Martins, F. (2016). Acero Rápido. [online] FullMecanica.com. Available at: http://www.fullmecanica.com/definiciones/a/93acero-rapido [Accessed 27 Mar. 2016]. All-Biz Ltd. (2016). Bronce Pre lubricado. [online] Available at: http://mexico-distr.all.biz/bronce-pre-lubricado-g44747#.VvcjeLhDIU [Accessed 27 Mar. 2016].
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