Recocido contra acritud-ciencia de los materiales II

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Mecánica

Informe de laboratorio N°2 Ciencia de los materiales II (MC115)

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Recocido contra acritud

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CONTENIDO

1. Objetivos...................................................................................................Pag.2 2. Descripción de los equipos utilizados.......................................................Pag.3 3. Descripción del procedimiento..................................................................Pag.4 4. Datos obtenidos en el laboratorio..............................................................Pag.5 5. Cálculos y resultados.................................................................................Pag.5 6. Conclusiones..............................................................................................Pag.5 7. Recomendaciones......................................................................................Pag.6 8. Bibliografía..................................................................................................Pag. 6 9. Cuestionario................................................................................................Pag. 6

1. OBJETIVOS.

Observar cómo varían las propiedades mecánicas del Cobre (Cu) luego de someterlo a un recocido contra acritud, previamente, sometido a un trabajo en frío o deformación plástica.



Conocer los mecanismos de recristalización, las transformaciones que ocurren en las estructuras cristalinas en el metal.



Realizar los respectivos ensayos de dureza y metalografía a los materiales escogidos (Cu) para el trabajo en frío a distintos valores de deformación longitudinal y sometida posteriormente al recocido.



Realizar el tratamiento térmico de recocido para así tratar de recuperar algunas propiedades que se perdieron en el proceso de deformación en frio tales como tenacidad, conductividad eléctrica, etc.


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2. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS.Tabla 1. En esta tabla vemos los materiales y equipos utilizados.

Horno eléctrico para el recocido Se utiliza para someter a las probetas al tratamiento térmico de recocido.

Lijas al agua Se utilizan para el arranque de material necesario.

Durómetro Rockwell electrónico Usado para obtener los valores de dureza en los tres puntos necesarios.

Ácido nítrico Utilizado para el respectivo ataque químico.

Microscopio Metalográfico Usado para determinar las imágenes de los granos después de la deformación.


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3. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO.I. Se preparó el horno a una temperatura de 800°C, temperatura aproximada para realizar el recocido.

II. Se procedió a introducir las probetas en el horno, apagar el horno y dejarlas reposar dentro de este por 2 a 3 horas. III. Una vez culminado el proceso de recocido se examina la probeta y se procede a realizar el lijado, pulido y baño químico respectivo.

IV. Finalmente se lo lleva al microscopio para el análisis de los granos.


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4. DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO.N° de

Dureza

Dureza

Dureza

probeta

A (HRF)

B (HRF)

C (HRF)

0

25.80

24.00

54.00

1

-

-

-

2

28.10

27.20

37.50

3

20.00

26.90

30.30

4

20.50

28.50

20.30

5

16.00

15.00

18.50

6

16.00

21.20

23.00

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS.60

DUREZA HRF

50 40

: Dureza en A

30

: Dureza en B

20

: Dureza en C

10 0

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

%def (%) Series1

Series2

Series3

Gráfica de las nuevas durezas versus las deformaciones del laboratorio anterior.

6. CONCLUSIONES. Luego de la deformación en frío aumentó su dureza, en el recocido disminuyó esta propiedad.  Luego del recocido contra acritud, el tamaño de grano aumenta, la toma de color oscuro de las probetas son consecuencias de un recocido.  Debido a las manchas y comparándolas con imágenes de aleaciones en el laboratorio notamos que la probeta trabajada no era cobre puro, sino que se trataba de un latón rojo, que es una aleación de cobre pobre en zinc.


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7. RECOMENDACIONES. Es muy importante que se haga un buen lijado de la cara que se va a someter a la metalografía, puesto que esto permitirá apreciar con mucha más claridad la forma y el tamaño de los granos en el metal.  Se debería delegar la responsabilidad de la toma de datos a un estudiante y que este pase a los grupos los datos y las fotografías tomadas, de esta manera la información sería más ordenada y fidedigna.  La mayoría de las probetas deberían llevarse adecuadamente preparadas para el ensayo de dureza, esto es con las caras paralelas. 8. BIBLIOGRAFÍA.[1] SMITH William F, HASHEMI Javad “Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales“, Editorial Mc Graw Hill, 2006, 4ta Edición. [2] Recuperación y recristalización (recocido) [en línea]. Lima [Consulta: 07 de octubre

de

2015].

Disponible

en:

https://powerpoint.office.live.com/p/PowerPointView.aspx?FBsrc=https%3A%2F %2Fwww.facebook.com%2Fattachments%2Ffile_preview.php%3Fid%3D16467 19932210781%26time%3D1443851891%26metadata&access_token=1000002 44687832%3AAVKzj9CQN06T2Viu8rtiSYTq5atrmGN0ymtY7eA9Q6p9g&title=DEFORMACION+Y+RECRISTALIZACI%C3 %93N.ppt 9. CUESTIONARIO.1. Mencionar los procesos que ocurren durante el calentamiento de un metal que ha sido deformado en frio. a) La recuperación; en la que se observa un ligero descenso de la dureza sin cambio en la conformación de los cristales. b) La recristalización; que denota la pérdida de las características conseguidas en la acritud y la reconstrucción de la estructura policristalina.


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c) El engrosamiento de grano, alternativa si se dilata el tiempo de tratamiento; que hace descender ligeramente las características resistentes consecuencia del engrosamiento de grano que ha tenido lugar. 2. Mencionar como cambia la resistencia eléctrica del material durante la recuperación de un recocido contra acritud. El proceso de recuperación elimina las dislocaciones ancladas e interactuantes que determinan puntas de tensión elástica máxima del material con acritud en puntos selectivos con el proceso. En concordancia con la eliminación de tensiones está la ligera disminución de resistividad que experimenta la aleación sometida al recocido de recuperación. En efecto, el análisis de las propiedades conductoras de los metales indica que la resistividad aumenta con la densidad de defectos de la red, vacantes, átomos intersticiales, átomos en solución sólida, que provocan la resistencia al flujo electrónico por aumento de choques, entre los electrones y átomos.

3. Durante el recocido de un material deformado en frío. ¿Cómo es el crecimiento de los granos? Ya que el material ha sido deformado en frío (ensanchamiento de los granos en la parte deformada); se hace el tratamiento térmico de recocido para AUMENTAR el tamaño del grano consiguiendo con esto tratar de recuperar su estructura cristalina anterior. 4. Se tienen 2 probetas de hierro electrolítico deformadas 5% y 50%, que son recocidas a 800°C. ¿Cuál de ellos alcanzara un grano más grande después del mismo tiempo de permanencia en el horno? Debido a que se trata de un metal, al ser calentado sufre una dilatación que hace crecer el tamaño de grano. En nuestro caso el que este más deformado crecerá menos el tamaño de grano mientras que en el menos deformado el grano crecerá más con respecto al otro.


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5. ¿A qué se denomina textura de un material deformado en frío? La textura cristalográfica es la distribución de orientaciones cristalinas en un policristal. Dicha distribución de orientaciones es una consecuencia de las condiciones de formación del policristal. Puesto que en general las condiciones de formación son altamente direccionales, el término "textura cristalográfica" hace referencia también a la orientación preferencial de los cristales en un material policristalino. Un material que no posee una orientación preferencial, sino que posee una distribución aleatoria de orientaciones, se conoce como material atexturado o equiaxial. El caso contrario, es aquel del monocristal, en el cual, por definición, sólo una orientación es posible. 6. ¿En qué se diferencia el proceso de recristalización para un material deformado en frio de uno deformado en caliente? En el deformado en frio aparecen nuevos cristales con la estructura de grano antes de la deformación en las zonas donde haya alta densidad de dislocaciones. Mientras que en el deformado en caliente sirve para eliminar impurezas y porosidad. 7. ¿A qué se denomina grado de deformación crítico o porcentaje de deformación crítico? Alcanzada una tensión crítica, la deformación continúa sin aumento de tensión o con un aumento de tensión muy suave. Ahora bien, si la probeta es calentada hasta superar cierta temperatura característica de la aleación (As), comienza a recuperarse la deformación que permanecía hasta que, cuando la temperatura supera otra temperatura crítica (Af) que también depende de la aleación y los tratamientos térmicos, encontramos que ya no queda deformación y la probeta se encuentra en sus dimensiones originales. A este comportamiento se lo conoce como “Memoria de Forma”.


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