UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA “
Año del Buen Servicio al Ciudadano
”
INFORME DE LABORATORIO Nº 5: OXIDACIÓN Y CORROSIÓN INTEGRANTES :
PROFESOR:
LUIS SOSA, JOSE
CURSO:
CIENCIA DE LOS MATERIALES II MC115
SECCIÓN:
“c”
FECHA DE ENTREGA:
02-12-2017
2017-2 ÍNDICE
Objetivos………………………………………………………………………. 4
Experimento Nº1: DEFORMACIÓN EN FRIO……………………….….
5
1.-Descripción de los materiales……………………………………………
6
2.-Descripción del pro cedimiento……………………………………………... 7
3.-Datos y Resultados ……………………………………………………… 8
4.-Cálculos y resultados ………………………………………………........... 7
5.-Conclusiones ……………………………………………………................ 11
6.-Recomendaciones……………………………………………………………11
7.-Bibliografía…………………………………………………………………… 12
8.-Anexo ………………………………………………………………………… 13
9.-Cuestionar io io ………………………………………………………………….17
OBJETIVOS
2
Observar el efecto del trabajo trabajo en frío sobre el material material en su microestructura como su deformación de los granos, orientación, tamaño de grano o correlacionar la microestructura con los cambios en las propiedades mecánicas (Dureza, Resistencia a la Tracción)
Observar el mecanismo de la deformación deformación en frío en en los metales.
Realizar los respectivos ensayos de dureza y metalografía a los materiales escogidos para el trabajo en frío a distintos valores de deformación longitudinal.
3
DEFORMACIÓN (PLASTICA) EN FRIO
1.-DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIA M ATERIALES LES
7 Probetas de cobre debidamente enumeradas (figura 1)
Vernier o pie de Rey (figura 2) 4
Es un instrumentos de medición que permite apreciar una medición con mayor precisión con el cual medimos el diámetro y longitud de la probeta antes y después de deformarlo. deformar lo. En este caso se utilizó un vernier digital.
Prensa Hidráulica de 100Tn. (figura 3) De marca TRAMELSA, La presión se logra mediante placas o mandíbulas accionadas por un sistema hidráulico. En este caso se usó para deformar la probeta al porcentaje de deformación deseado.
Durómetro Rockwell El durómetro usado en este laboratorio es de la marca Wilson, específicamente el modelo 1JR de procedencia americana
Tornillo de banco (figura 4) El tornillo de banco es una herramienta una herramienta que sirve para sujetar firmemente piezas o componentes a los que se les quiere aplicar alguna operación mecánica. Es un conjunto metálico muy sólido y resistente que tiene dos mordazas; una de ellas es fija y la otra es móvil, es decir, se abre y se cierra cuando se gira con una palanca.
Sierra manual (figura 5) Es una herramienta de corte formada por una hoja de sierra montada sobre un arco o soporte mediante tornillos tensores.
Lija al agua (180, 360, 600, 800, 1000, 1200) (figura 6)
Máquina pulidora (figura 7)
Alúmina (figura 8)
Algodón (figura 9)
Ácido Nítrico (figura 10)
Alcohol (figura 11)
Microscopio metalográfico (figura 12)
2.-DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
5
Utilizamos 7 probetas de cobre de las cuales se tomó la medida de su largo con ayuda de un vernier. Para realizar la deformación se utilizó una prensa hidráulica de 100Tn en la cual se manipulaban dos palancas de accionamiento. Uno de ellos requería más fuerza para el torque, debido a que su pistón presentaba diámetro mayor que el otro. Finalmente se tienen las 7 probetas deformadas en frio. (Figura 13 y14) Después de que a probeta es sometida a la presión máxima lo dejamos por 5 segundos, esto se debe a que una parte de la probeta quiere volver a su estado inicial y al dejar este tiempo nos asegura que esto no ocurrirá y la probeta quedara deformada plásticamente. Al tener todas las probetas procesadas, se procedió a cortarlas con el uso de sierras y apoyándose con mesas de banco. (figura 15) Mediante el empleo de una lima, se procede a lograr que ambas caras que se cortaron sean debidamente paralelas para luego aplicar la prueba de dureza con el durómetro Rockwell en escala HRF, en la imagen se indican los puntos donde se va a realizar la medición de dureza. (figura 16) Después de realizar las probas de dureza en los puntos indicados, se procede a preparar la probeta para el examen metalográfico para observar la estructura y reordenamiento de los granos después de la deformación plástica. Para ello seguiremos los siguientes pasos: a) Pulir la probeta en lijas lijas 180, 360, 800, 1000 y 1200 bajo agua y cambiando la posición a 90 grados de la anterior cada vez que se cambie de lija. Las rayas de la lija anterior deben desaparecer. b) Una vez que la superficie esta lista, se pulirá la probeta en el pulidor metalográfico con paño suave que gira sobre el cual se vaciará la alúmina. Al pulir la probeta sostenerla con fuerza para que no se suelte porque podría malograr la superficie y se tendría que comenzar a lijar. c) Lavar con alcohol y secar con el algodón. 6
d) Observar la probeta en el microscopio para constatar la buena preparación metalográfica, en caso contrario volver al paño e) Atacar la probeta con el reactivo seleccionado (ácido nítrico). (figura 17) f) Lavar la probeta con alcohol y secarla con algodón y ayuda del secador. secador. g) Observar la probeta en el microscopio metalográfico para determinar la estructura y ordenamiento de granos, fibras y maclas.
3.-Datos y Resultados
Probeta
Lo(mm)
Lf(mm)
0
14.64
1
14.63
2
%Def
14.64
Presion (psi)
F(Ksf)
HRF A
B
C
0
0
0
35.7
39.5
52.1
11.64
20.43
134
3846.51
75.2
65.4
63.2
15.9
11.43
28.11
180
5166.954
82.5
81.2
65.5
3
15.91
10.39
34.69
231
6602.219
87.5
82.4
65.9
4
16.19
8.87
45.21
279
8008.778
88.9
86.5
68.5
5
15.85
8.13
48.7
328
9415.3384
92.4
89.2
72.1
Mediante las siguientes formulas se hallaron los valores respectivos de %Def. y la fuerza ejercida (F).
% Def
L0
F ( Ksf )
L0
L f
x100
P( psi) x 28.7053
Punto A
7
Dureza(HRF) vs %Def 100 90 80 70 60 50 Punto A 40 30 20 10 0 0
10
20
30
40
50
60
Tabla 1
Punto B Dureza(HRF) vs %Def 100 90 80 70 60 50 Punto B 40 30 20 10 0 0
10
20
30
40
Tabla 2
8
50
60
Punto C Dureza(HRF) vs %Def 80 70 60 50 40 Punto C 30 20 10 0 0
10
20
30
40
50
60
Tabla 3
Dureza (HRF)vs % Def 100 90 80 70 60 50 Dureza 40 30 20 10 0 0
7 .8 3
2 7 .9 8
49.28
57.05
9
54.75
6 5. 5 2
4.-Conclusiones
Se concluye que la resistencia del material material aumenta al aumentar el porcentaje de trabajo en frio, según el grafico (dureza-deformación); sin embargo, la ductilidad del material disminuye. Este comportamiento se debe al aumento de densidad de dislocaciones que va a impedir cada vez más su desplazamiento, adquiriendo acritud.
Como se pudo observar en la metalografía del material, se concluye que existe un endurecimiento por deformación debido a que, al aplicar una fuerza al material, los granos adquirieron una sola orientación y su estructura granular se pasó de equiaxial a fibrosa, que es característico de una deformación en frio.
Al deformarse la probeta observamos que los granos se deforman en dirección del esfuerzo aplicado, generando un incremento del diámetro aparente en dirección perpendicular
5.-Recomendaciones
10
Es recomendable que las probetas estén estén recocidas recocidas para poder visualizar visualizar la deformación en frio, ya que con ello la probeta disminuye su acritud.
El ambiente donde se realice el laboratorio deber ser a temperatura ambiente.
Al cortar la probeta después de la deformación, las las superficies deber ser lo más paralelas posible para que al medir la dureza el error sea el mínimo posible.
Al devasta con el ácido nítrico la probeta observar constantemente con el microscopio para ver el avance y si lo está haciendo bien.
Al atacar la probeta con el ácido sumergir en el agua para acelerar el proceso y luego limpiar inmediatamente con algodón y alcohol.
6.-Bibliografía SMITH WILLIAM. “Fundamentos de ciencias e ingeniería de materiales.” Ed. Mc Graw – Hill. Edición 2003.N 0 de pags.1003. Shackelford J. (1995) “Ciencia de Materiales para Ingenieros” 3era.Ed. ,
Edit.Pretice Hall. México .México Donald R. Askeland, Pradeep P. Phulé. – Ciencia e ingeniería de los materiales. Cuarta edición 2008. Coca Rebollero, Rosique Jiménez - Ciencias de los materiales. Pirámide Madrid, 1990.
11
7.-Anexo
Fig2: Vernier
Fig1: Probetas de cobre
Fig4: Tornillo de banco Fig3: Prensa hidráulica 12
Fig5: Sierra manual Fig6: Lija al agua
Fi 8: Alúm Alúmin ina a Fig7: Maquina pulidora
Fig10: Acido
Fig11: Alcohol
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Fig9: Algodón
Fig12: microscopio
Fig13: Deformación de las probetas
Fig14: Probetas ya deformadas
Fig16: Puntos en donde se aplica la carga
Fig15: Sección de las probetas
Fig17: Ataque con ácido nítrico
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Probeta 1
Probeta 0
Probeta 3
Probeta 2 Probeta 2 Probeta 2
Probeta 5
Probeta 4 15
Probeta 6
8.-Cuestionario
16
