Ensayo de La Chispa

ENSAYO DE LA CHISPA 1.-OBJETIVO Identificar el tipo de chipa para cada cad a material

2.-MARCO TEORICO DEFINICIÓN DE CHISPA Partícula encendida que salta de una materia que arde o del roce de dosobjetos:Descarga de luz entre dos cuerpos con carga eléctricaCantidad muy pequeña de una cosa orma de las chispas !amillete con espinas" y puntas de lanza color rojo #íneas continuas" algunas espinas" formado por estallidos de Carbono #íneas continuas" m$s espinas se formaron por estallidos de Carbono %uchos estallidos de Carbono que empiezan al pie del haz" muchos ramos &ntes de los estallidos estallidos de Carbono se incrementa la luz en el flujo primario' %uchos ramos pequeños lujo de líneas amarilla" aclarando en el centro" formando espinas en los e(tremos Pocos estallidos finos de Carbono seguidos por club liso luminoso )n flujo delgado y lineal" el cuadro de la chispa *i*o" líneas discontinuas en las cabezas +az corto ,emplado: con pocos -ndurecido: con muchos ramos luminosos -l flujo de líneas continuas" alguno los estallidos de c arbono" línea coloreada de naranja n aranja -n la cabeza -l flujo de líneas rojo oscuro con brillo en la punta pun ta de la lanza" pocas po cas espinas #íneas del flujo rojas" punteadas oscuras con brillos en las cabezas de la línea +az corto con espina como los estallidos de carbono lujo continuo" línea sin los estallidos de carbono:

ENSAYO DE CHISPA' Para identificar de una forma r$pida y apro(imada el tipo de acero y el porcentaje de carbono que se posee en el acero" e(iste el ensayo de chispa' Con esto se puede reconocer la calidad del acero de una determinada pieza" no obstante se requiere una relati*a e(periencia para la identificaci.n y dar una interpretaci.n de la chispa producida' #a chispa se produce al atacar una aleaci.n ferrosa con una muela de esmeril girando a gran *elocidad arranca partículas del material las cuales son proyectadas tangencialmente por la periferia de la muela' &l mismo mismo tiempo que tiene lugar este desprendimiento de material" se produce u n fuerte calentamiento local" las partículas se desprenden a altas temperaturas que las ponen incandecen!e" produciéndose rayos luminosos" chispas" e(plosiones" estrellas" arborescencias luminosas" etc' Cada tipo de acero produce una serie de chispas características" mediante la obser*aci.n de estas p ueden identificarse determinados tipos de aceros' -ste ensayo no puede sustituir al an$lisis químico" pero permite reconocer bastante bien los materiales y la presencia de ciertos elementos de aleaci.n' NOTA" Debe tenerse en cuenta que la carburaci.n o descarburaci.n puede ser causante de clasificar mal un acero /NO SOBRECALIENTE LA M#ESTRA0-n cuando al tipo de chispas ch ispas proyectadas" aquí se indican un par características importantes:

CARACTER$STICAS DE LA CHISPA )n haz de chispa puede di*idirse en tres partes principales las cuales son mostradas en la figura 1: La %&i'e&a" a la salida de la piedra del esmeril" que se encuentra formada por rayos rectilíneos en los que puede obser*arse perfectamente el color característico' La e()nda zona es la de bifurcaci.n" y algunas *eces tiene lugar en ella algunas e(plosiones' La Te&ce&a y 2ltima zona" es donde aparecen la mayor parte de las e(plosiones adopta di*ersas formas" que se denominan

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estrellas" gotas" lenguas" flores" etc'#a obser*aci.n debe de hacerse" en lo posible" en lugar oscuro' #a muela debe de girar en sentido contrario al ordinario" para que el haz de chispas se proyecte hacia arriba y poder así obser*arlo mejor' Con*iene disponer de la pieza de acero en sayada" para ayudar a la identificaci.n de chispa' '

INFL#ENCIA DE LOS COMPONENTES Ca&*+n+: #os aceros al carbono de 3'14 a 3'156 de C dan chispas formad aspor rayos lisos de color amarillo oscuro" en cuya punta aumenta ligeramente el *olumen y la luminosidad' & medida que aumenta el contenido con tenido de carbono" aumenta el n2mero de e(plosiones en formas de lanzas y flores" siendo m$s brillantes y luminosas'

M+,i*den+: se identifica" en los aceros que lo contienen" por aparecer en los e(tremos de los rayos amarillos una prolongaci.n completamente separada de color rojo anaranjado'

+,&a'i+: también se identifica con facilidad" por que da chispas de color rojo oscuro" menos luminoso que el de todos los aceros" que s.lo se aprecia en locales oscuros' 7i la proporci.n de 8olframio 8olframio es alta" de m$s de 196" las chispas son todas rojas" aunque a *eces se producen ligeras e(plosiones de color rojo' & continuaci.n presentamos unas fotografías de algunos aceros ensayados por chispa' Para *er una lista m$s completa" el lector debe *isitar la referencia 4;

Me!a,e N+ Fe&&++ #os metales no ferrosos son aquellos que incluyen elementos met$licos y aleaciones que no se basan en el hierro" algunos ejemplos son el aluminio" el cobre" el magnesio" el níquel" el zinc entre otros' &unque algunos metales no ferroso no pueden igualar la resistencia de los aceros" algunas aleaciones no ferrosas tienen otras características" como resistencia a la corrosi.n y relaciones resistencia
C+*&e -l cobre es uno de los metales m$s conocidos por los seres humanos desde la antig=edad" en la antig=edad se podía encontrar el elemento en forma pura" pero ahora es difícil encontrarlo en dep.sitos naturales" ahora se e(trae principalmente de sulfuros.

N0)e, N0)e, -ste elemento es similar al hierro en *arios aspectos: es magnético y su m.dulo de elasticidad es pr$cticamente el mismo para el hierro y el acero' Difiere del hierro en que es m$s resistente a la corrosi.n y las propiedades de sus aleaciones a altas temperaturas son generalmente superiores' Debido a sus propiedades similares al hierro y su alta resistencia a la corrosi.n" se utiliza como elemento de aleaci.n para el acero" para





inc -l zinc se destaca por ser un material con un punto de fusi.n relati*amente bajo lo cual lo hace atracti*o como un metal de fundici.n y al igual que el ?íquel sir*e de recubrimiento para otros metales para e*itar corrosi.n" generalmente se utiliza el termino gal*anizado cu ando se aplica zinc sobre otro material'

P,+'+ / e!a3+ -stos materiales se consideran muchas *eces juntos" debido a su baja temperatura de fusi.n y a que constituyen la aleaci.n de soldadura blanda utilizada para hacer cone(iones eléctricas' &lgunas &lgunas propiedades propiedades del plomo son la baja resistenci resistenciaa y baja dureza" alta alta ductilidad ductilidad y buna resistenci resistenciaa a la corrosi.n' -l estaño tiene un punto de fusi.n a2n m$s bajo que la del plomo y entre sus propiedades destacan una baja resistencia" baja dureza y buena ductilidad' •

Ma!e&ia,e Fe&&++

#os metales ferrosos son aquellos que est$n basados en el hierro" entre los de mayor importancia son el hierro y el carbono' -stas aleaciones se di*iden en dos grupos: los aceros y las fundiciones de hierro' #a siguiente tabla presenta un an$lisis del hierro: 7ímbolo: e ?2mero at.mico: BH Gra*edad específica: F'9F -structura cristalina: CC ,emperatura ,emperatura de fusi.n: B93B J %.dulo de elasticidad: 53(13H lbKpulgB %ineral principal: +ematita AeB5 -lementos de aleaci.n: Carb.n" cromo" manganeso" níquel" molibdeno" *anadio y silicio' &plicaciones típicas: Construcci.n" maquinaria" autom.*iles" *ías y equipo ferro*iario'

P&+d)cci4n de, 5ie&&+ / de, ace&+ #a mena@ principal usada en la producci.n de hierro y acero es la hematita AeB5" otras menas pueden ser la magnetita Ae5E" la siderita AeC 5 y la limonita AeB5<1'4+B3" generalmente estas menas contienen untre un 43 a un F36 de hierro'





6C4'+ e %&+d)ce e, 5ie&&+7 Para producir el hierro" se deja caer por la parte superior de un gran horno" una carga de menas de hierro" coque y piedra caliza' -n este horno se hace pasar una corriente de gases calientes a gran *elocidad desde la parte baja b aja de la c$mara para realizar la combusti.n y la reducci.n del hierro' #a carga desciende lentamente desde desde lo alto alto del horno hacia la base base alcanz alcanzando ando temperat temperatura urass de hasta hasta 5333 5333 J" J" este calor calor realiz realizaa la combusti.n del coque en su proceso de bajada' -l hierro se funde y se *a almacenando en la base del horno'De todos los metales utilizados para la industria el B36 son no ferrosos" estos en diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos 2tiles para la industria y la sociedad' #as características fundamentales de las aleaciones no ferrosas son la resist resistenci enciaa a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. #a maquinabilidad. #a selecci.n de una aleaci.n determinada depender$ de los resultados de diferentes pruebas mec$nicas" el *olumen de producci.n" el costo de produ producc cci. i.n n y las las prop propie iedad dades es esté estéti tica cass del prod product ucto' o' & cont contin inuac uaci. i.n n se mues muestr tran an algu alguna nass de las las propiedades de los metales' -n la tabla se aprecian algunas de las principales diferencias entre metales ferrosos y los que no lo son'

Me!a,

Rei!encia a Te'%e&a!)&a de ,a !eni4n )i4n 'Pa

D)&e8a B&ine,, 9C

Denidad en :(;'<

&luminio

95<513

HH3

53<133

B"HE5

#at.n

1B3<193

9F3

E3<93

9"4F3

ronce

153
13E3

F3<153

9"51E

Cobre

5E4
1393

43<133

9"L3H

+ierro

BFH<5E4

15H3

133<1E4

F"H9L

undici.n gris

113
15F3

133<143

F"B3L

&cero

BFH
1EB4

113<433

F"FHL

Plomo

19
5B4

5'B
11"53L

%agnesio

95<5E4

H43

53
1"FEH

E1E<1135

1E43

L3
9"F53

Minc

E9
F94

93<133

F"1EE

-staño

1L
5L3

4<1B

F"B39

,itanio

44B<135E

1933

149
E"41F

?íquel

#a mayoría de los metales no ferrosos son m$s resistentes a la corrosi.n o a la humedad" pueden utilizarse en e(teriores sin pinturas o recubrimientos' 7in embargo se debe tener especial cuidado con el manejo de los metales no ferrosos ya que cada uno responde de manera particular a los efectos de la naturaleza> por ejemplo





5' usi.n E' &finado 7e denomina arrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno mediante horno mediante reducci.n del mineral de hierro' hierro' 7e utiliza utiliza como materia prima en la obtenci.n obtenci.n del acero'-ste acero'-ste aparece en siglo dieciocho" fundiéndose en los altos hornos '?o se puede encontrar fierro solo siempre ira acompañado de carbono' #a aleaci.n fierro carbono" es la materia prima para la fabricaci.n del acero '&ntes se usaba .(idos ferrosos como materia prima para la fabricaci.n de acero debidos que no e(istía aun la chatarra" us$ndose para calentarlo la madera" por loqueé resultaba cara su fabricaci.n

E, ace&+ -n pocas palabras el acero es una aleaci.n de hierro y carbono" en *arias ocasiones se añaden otros elementos como manganeso" cromo " níquel y molibdeno para que tenga otras propiedades" pero el principal elemento es el carbono" este es el que transforma el hierro en acero'Desde el punto de *ista industrial" la importancia del hierro se debe a las propiedades que adquiere al ser aleado con el carbono' -l carbono se puede encontrar en el hierro de las siguientes formas: 1' B' 5' E'

Disuelto Disuelto en hierro hierro gamma" gamma" formando formando una soluci.n soluci.n s.lida s.lida denominada denominada austenit austenita' a' Disuelto Disuelto en en hierro hierro alfa alfa en muy pequeñas pequeñas proporcio proporciones' nes' Combinado Combinado con el el hierro" hierro" formando formando un compuest compuesto o denominado denominado cementita cementita Ae Ae5C #ibre #ibre forman formando do l$mina l$minass o n.dulos n.dulos de grafi grafito' to'

#os cambios de estado del hierro y el acero se *erifican cuando los cambios de temperatura son lentos" seg2n se representa en el diagrama hierro




'







en = Ramillete con espinas, y puntas de lanza color rojo

Acero templado templado y revenido

Las continuas, algunas espinas, ormado por estallidos de Car!ono

Acero endurecido endurecido

 Las continuas, m espinas se ormaron por estallidos de Car!ono

4140

0,42 C 1,1 Cr 0,2 Mo

0,21 C 1," Mn 1,2 Cr

Acero al car!ono car!ono para #erramientas

104$

0,4$ C 0," %i 0,& Mn

Acero al car!ono car!ono para #erramientas

(1

1,0$ C 0,2 %i 0,2 Mn

Antes de los estallidos de Car!ono se incrementa la luz en el lujo primario) Muc#os ramos pe'ueo*p+

Acero aleado con con Mn%i

%4

0,-0 C 1,0 %i 1,1 Mn 0," Cr

.lujo de las amarilla, aclarando en el centro, ormando espinas en los e/tremos

Acero para #erramientas #erramientas aleado Mn

02

0,0 C 2,0 Mn 0,4 Cr 0,1 

ocos estallidos inos de Car!ono seguidos por clu! liso luminoso

Acero para #erramientas #erramientas aleado (

%1

0,-0 C 0,- %i 1,1 Cr 0,2  2,0 (

3n lujo delgado y lineal, el cuadro de la c#ispa vivo, las discontinuas en las ca!ezas

Acero para #erramientas #erramientas aleado Cr(

1

1,0$ C 1,0 Mn 1,0 Cr 1,2 (

5az corto 6emplado* con pocos 7ndurecido* con muc#os ramos luminosos

Acero para #erramientas #erramientas aleado con Cr car!ono alto, lede!urita alta

82

1,$$ C 12,0 Cr 0,& Mo 1,0 

7l lujo de las continuas, alguno los estallidos de car!ono, la coloreada de naranja en la

Acero para tra!ajo tra!ajo en caliente, alta aleaci*p+

51"

0,40 C 1,0 %i

Muc#os estallidos de Car!ono 'ue empiezan al pie del #az, muc#os ramos





.lujo continuo, la sin los estallidos de car!ono

Acero ino/ida!le

"04

:0,0& C 19,$ Cr ,0 ;i

<.-PROCEDIMIENTO E>PERIMENTAL E>PERIMENTAL #as pruebas con chispa fueron hecha en: High Speed Steel  se usan para herramientas" ACERO R?PIDO #os aceros r$pidos" de alta *elocidad o +77 A High generalmente de series % y , A&I7I<7&A&I7I<7&-' Con Con molibdeno y tungsteno Atambi Atambién én puede tener tener *anadio y cromo" cromo" tienen buena resistencia a la temperatura y al desgaste' Generalmente es usado en brocas en brocas y y fresolines" fresolines" machos" para realizar procesos de mecanizado con m$quinas herramientas herramientas'' -l +77 fue descubierto descubierto en 19LF por rederiN 8insloO 8insloO ,aylor" ,aylor" Ingeniero americano m$s conocido por haber puesto las bases de la rganizaci.n Científica del ,rabajo A,aylorismo,rabajando en la ethleem 7teel descubri. tras muchos e(perimentos que añadiendo 8olframio a un acero aleado en una proporci.n 19<9 aumentaba su punto de fusi.n desde 433 C hasta 933 C' Pensado como acero de herramienta pudo aumentar la *elocidad de corte habitual habitual de 13 mKmin hasta E3 mKmin mKmin #os &cero &cero !$pidos A+77 tienen altos ni*eles de dureza y muy buena resistencia al desgaste a altas temperaturas de laminaci.n' -sta calidad se produce por el método de Doble Colada Centrifugada ACC Duple( y el material del n2cleo es hierro de Grafito -sferoidal A7G Perlítico' 7u composici.n composici.n y subsecuente subsecuente tratamiento tratamiento térmico aseguran aseguran que la dureza de la capa e(terior e(terior del material material +77 alcanzar$ alcanzar$ los 93K94J shore QCR" con una dureza uniforme uniforme a lo largo largo de su *ida 2til" mientras mientras que la estructura estructura de carburos complejos de Sanadio" ,ungsteno" ?iobio y %olibdeno en una matriz martensítica asegura un desgaste uniforme así como una alta resistencia al desgaste' -ste tipo de cilindro se utiliza en posiciones de acabado para incrementar incrementar los tiempos tiempos de campaña campaña y obtener un mejor acabado en la superficie superficie del producto producto laminado'

ACERO D#LCE O ACERO DE CONSTR#CCIÓN &cero que contiene ni*eles de carbono que se sit2an entre el 3"146 y el 3"B46" casi hierro puro" que adem$s es muy d2ctil y resistente a la corrosi.n' ,ambién llamado acero sua*e' 7e denomina fundici.n al proceso de fabricaci.n fabricaci.n de piezas" generalmente generalmente en bruto" bruto" es decir necesitadas necesitadas de mecanizados posteriores mecanizados posteriores de acabado" cuya materia prima son aleaci.nes met$licas y consistente en fundir la colada líquida del material en una ca*idad" llamada molde" molde" donde se solidifica' solidifica' -l proceso tradicional es la fundici.n en arena" arena" por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que" mezclada con





siglo TTB el metal que m$s se utiliza después del acero' acero' ue aislado aislado por prime primera ra *ez en 19B4 por 19B4 por el físico danés +' C' ersted' -l ersted' -l principal incon*eniente para su obtenci.n reside en la ele*ada cantidad de energía eléctrica que eléctrica que requiere requiere su producci.n' producci.n' -ste problema problema se compensa por su bajo coste de reciclado" reciclado" su dilatada *ida 2til y la estabilidad de su precio' #as chispas obser*adas y desacuerdo a las encontrada en las tablas serian respecti*amente:





Ma!e&ia,

C,ae de C5i%a C5i%a &+a in !e&'inaci+ne en e!&e,,a Ace&+ &%id+

C5i%a ,a&(a a'a&i,,a en +&'a de e!&e,,a Ace&+ c+')n

Men+& c5i%a c5i%a ina &+a F)ndici4n (&i

Minic5i%a %+&)e c+n!iene ,+ 'ini'+ de e %a!i,,a

Ace&+ in+ida*,e

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Ensayo de La Chispa

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