Informe N°1 Ensayos Metalográficos

PROCESOS METALÚRGICOS II Laboratorio N°1

“Ensayos “Ensayos Metalográfcos” Integrantes: 1. 2. ". %.

Rojas Morán, Javier Sacc accatom atoma a Gar Garcí cía, a, Mig Mige! e! #sca #sca!a !ant nte e Mart Martin ine$ e$,, Gst Gstav avo o &a!er a!eria iano no 'asa 'asas, s, (ran$ ran$ Gr)o: '11 * +

ro-esor: 'áceres +ginaga, #nrie (ec/a 0e entrega: 12 0e Mar$o 0e! 21

20!"I O#$ETI%OS&

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'om)ren0er e! conce)to 0e !a meta!ogra-ía 3 conocer e! so 0e! microsco)io meta!ográ4co. Rea!i$ar e! )roce0imiento e com)ren0e !a )re)araci5n 0e n materia! )ara s aná!isis meta!ográ4co 6bservar 3 reconocer !a estrctra meta!ográ4ca 0e !os aceros em)!ean0o e! microsco)io meta!ográ4co.

'ERRAMIE(TAS )  E*+IPO     

I-

MATERIALES ),O PRO#ETAS

Lijas N7 18 28 %8 robeta 0e acero 12 98182 robeta 0e acero 1% !i0oras 0e meta! +brasivo a!mina robeta 0e acero S?  ;1micra< Microsco)io meta!ográ4co =NI>R6N Reactivo 0e atae ímico ;NI>+L<.

.+(/AME(TO TERICO Metalogra1a La meta!ogra-ía es !a rama 0e !a meta!rgia e est0ia !a estrctra 0e n meta!*a!eaci5n 3 !a re!aciona con !a com)osici5n ímica, con !as )ro)ie0a0es mecánicas 3 -ísicas. 'on !a a)arici5n 0e !a meta!ogra-ía comen$5 na in-ormaci5n m3 va!iosa e se re4ere a !a -orma 3 tama@o 0e! grano, con-ormaci5n 0e !os constit3entes ca)aces 0e ejercer gran inAencia sobre !a 0re$a, resistencia a !a tracci5n resi!iencia, -atiga, etc., !os ca!es )e0en ser mo0i4ca0os )or !os tratamientos tBrmicos o con-ormaci5n mecánica.

Macrogra1a #! aná!isis macrosc5)ico es ae! e se )e0e rea!i$ar a sim)!e vista, es 0ecir sin necesi0a0 0e microsco)io. #! rango 0e tama@o inicia en 1 *"m en a0e!ante. #! aná!isis macrosc5)ico se )e0e sar en: • • • • •

Líneas 0e Ajo en materia!es -orja0os. 'a)as en /erramientas en0reci0as )or me0io 0e tratamiento tBrmico. Conas res!ta0o 0e! )roceso 0e so!0a0ra. Granos en a!gnos materia!es con tama@o 0e grano visib!e. Grietas 3 ra!!a0ras.

M3crogra1a Los e!ementos ímicos e -orman na a!eaci5n )e0en encontrarse en -orma 0e so!ci5n so!i0a /omogBnea, en -orma 0e na me$c!a etBctica, en -orma 0e n com)esto intermeta!ico 0e com)osici5n ímica 0e4ni0a, 0is)erso en e! seno 0e na so!ci5n so!i0a, etc. 'a0a no 0e !os com)onentes se !!ama n constit3ente meta!ogra4co 3 0e s )ro)orci5n, -orma 3 eDtensi5n 0e)en0en en gran )arte !as )ro)ie0a0es 0e !as a!eaciones. #stos constit3entes mecanográ4cos son 0etecta0os a! microsco)io 3 s reconocimiento constit3e e! aná!isis micrográ4co 0e !a a!eaci5n. #! aná!isis micrográ4co 0e n meta! se /ace sobre na )robeta )!i0a, !ego es ataca0o con n reactivo 3 observa0o en n microsco)io. 'a0a constit3ente meta!ogra4co tiene na 0etermina0a ve!oci0a0 0e reacci5n con e! reactivo 0e atae. Los constit3entes menos atacab!es e0aran con más bri!!o 3 reAejaran ma3or canti0a0 0e !$ en e! microsco)io, a)arecien0o más c!aros a !a observaci5n. 'a0a constit3ente meta!ogra4co está com)esto )or n gran nmero 0e crista!es, e agr)a0os constit3en e! grano meta!rgico. Los bor0es 0e! grano son ataca0os con ma3or intensi0a0 3 se 0enominan E!imite 0e granoF. #n e! microsco)io meta!ogra4co so!o 0etectamos !os 0istintos constit3entes meta!ogra4cos 3 !os granos e !o -orman. #! retíc!o crista!ino e -orman !os átomos 0entro 0e ca0a grano no es visib!e a! microsco)io, s est0io se reiere !a a)!icaci5n 0e otras tBcnicas, como ra3os D, etc.

Granos Los meta!es son materia!es 0e estrctra )o!icrista!ina, este ti)o 0e materia!es están com)estos )or na serie 0e )ee@os crista!es !os ca!es se conocen convenciona!mente como granos. ca0a ti)o 0e grano 0es0e s conce)ci5n obtiene 0i-erentes características -ísicas, )or ejem)!o, !a orientaci5n 0e! mismo 3 rgosi0a0 en !a s)er4cie. Los tama@os 0e grano osci!an entre ,2 a ,2 mm , e! conocimiento 0e estos granos a30an a 0eterminar n mejor )roceso 0e -abricaci5n 0e! meta! 3 ss )rocesos tBrmicos 'anto ma3or es e! tama@o 0e grano )eores son en genera! ss )ro)ie0a0es mecánicas, La +S>M c!asi4c5 !os granos en  tama@os 0es0e e! 1 a!  , sien0o e! 1 e! tama@o más gran0e

.3g- - Granos Aleac3ones '3erro"Car4ono #! /ierro )ro a)enas tiene a)!icaciones in0stria!es, )ero -orman0o a!eaciones con e! carbono ;a0emás 0e otros e!ementos<, es e! meta! más ti!i$a0o en !a in0stria mo0erna. + !a tem)eratra ambiente, sa!vo na )ee@a )arte 0ise!ta en !a -errita, to0o e! carbono e contiene !as a!eaciones (e*' están en -orma 0e carbro 0e /ierro ;(e' "<. )or eso, !as a!eaciones (e*' se 0enominan tambiBn a!eaciones /ierro*carbro 0e /ierro. Las a!eaciones con conteni0o 0e ' com)ren0i0o entre ." H 3 1.9H tienen características m3 bien 0e4ni0as 3 se 0enominan aceros. Los aceros 0e ca!ier )ro)orci5n 0e carbono 0entro 0e !os !ímites cita0os )e0en a!earse con otros e!ementos, -orman0o !os 0enomina0os aceros a!ea0os o aceros es)ecia!es. +!gnos aceros a!ea0os )e0en contener eDce)ciona!mente /asta e! 2.H 0e '.

M3crosco53o 6etalográfco #! microsco)io meta!ográ4co es !a /erramienta e )ermite ver 0e -orma c!ara 3 magni4ca0a !as )robetas 0estina0as )ara !a )ráctica. Las )artes 0e! microsco)io son:

.3g- 2- M3crosco53o 6etalografco 3n7ert38o G9: OL)MP+S 1. Interr)tor 0e encen0i0o. 2. eri!!a contro! 0e i!minancia: 'ontro!a !a canti0a0 0e !D e i!minan !a mestra. ". >bo 0e observaci5n binoc!ar. %. !atina: Sobre e!!a se arreg!an !as )robetas.

. )orta0or 0e! es)Bcimen: ase sobre !a e se encentra !a )!atina. 9. ente giratorio: 'ontiene e! objetivo ;!entes 0e amento<. #n tota! son % !entes con amento 0e D, 1D, D 3 1D. . 'ontro! 3 movimiento en K8 )osiciona e! )orta0or 0e! es)Bcimen en e! eje  K. . 'ontro! 0e movimiento en : osiciona e! )orta0or 0e! es)Bcimen en e! eje  . eri!!a 0e ajste 4no: +jste 0e imagen 4no. 1.eri!!as 0e ajste greso: +jste 0e imagen greso. II.

PLAN DE TRABAJO •

Seguidamente se deben realizar los siguientes pasos:

- Se 5roce83; a l3so 8e 831erentes ta6a?os 8e l3
2- /es5>@s 8e =a4er real3a8o el l3l3; la 6>estra 5ara tener >n 6e
B- +na 7e real3a8o el 5>l38o 8e >na 8e las caras 8el acero esta se s>6erge en >na sol>c3;n 8e n3tal 5or >n t3e65o 8e B s-

:- La 6>estra 1>e lle7a8a al 63crosco53o 5ara 5o8er o4ser7ar el aca4o 8el acero-

!- .3nal6ente se o4t3ene el aca4a8o 8el acero-

III-

'O$AS /E TRA#A$O

/escr35c3;n 8e la 6>estra ee@a barra 0e acero a! carbono, 0e carácter o)aco )or oDi0aci5n en !as s)er4cies.

III-- /es4aste gr>eso a- /escr35c3;n itar !as )artes más 0ras o ás)eras 0e! materia! e se va a trabajar ;)robeta<. 4- L3t3l3a8as& Lija N°%,9

III-2- /es4aste fno a- /escr35c3;n Conseguir una superficie plana libre de ralladuras.

4- L3t3l3a8as& Lija N°1,2 c- EsD>e6as 8e las 6>estras

III-B- P+LI/O a- /escr35c3;n Ejecutada con un paño macizo colocado sobre plato giratorio circular, sobre los cuales son depositadas pequeñas cantidades de abrasivos. Eliminar las ralladuras del desbaste fino obteniendo una superficie especular.

4- A4ras37o& +!mina c- Pa?o 8e 5>l38o Paño macizo con polvo fino o bien en suspensión, con granulometra de ! micra.

I%-

RES+LTA/OS

I%-- EsD>e6a 8e la 6>estra 8es5>@s 8el react37o T35o 8e estr>ct>ra& Re0 cbica 0e cer)o centra0o '' Porcenta6ento& D1

%- O#SER%ACIO(ES •

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%I-

Se observ5 e e! tama@o 0e granos osci!a entre .2 3 .2 mm en !a )robeta ti!i$a0a. Se observ5 na !inea!i0a0 en e! )roceso mana! 0e !ija0o ti!i$an0o !ijas 0e 1, 2, %, 9, 9, 1. Se observa e en e! atae ímico 0e na )robeta 0ebe estar en contacto 0rante %seg )ore a ma3or tiem)o 0e contacto se o)aca !a )robeta. La microestrctra 0e !a )robeta se observo con n amento 0e 1D. Se observ5 en e! )!i0o e !a )robeta obtiene na s)er4cie mc/o más c!ara 0e ta! -orma e se obtvo na mejor a)reciaci5n 0e !a estrctra 0e !a )robeta. La )robeta 0ebi5 estar a!inea0a a! microsco)io meta!ográ4co, 0e !o contrario no se )o0ría a)reciar e! segimiento 0e s estrctra en ca0a )aso 0e! ensa3o. Las ra!!a0ras 0e !as !ijas 4nas no se )o0ían e!iminar con !as !ijas gresas.

CO(CL+SIO(ES

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%II-

La meta!ogra-ía est0ia !a constitci5n 3 !a teDtra 0e !os meta!es 3 a!eaciones así como s re!aci5n con !as )ro)ie0a0es mecánicas, -ísica, ímicas 3 )rocesos 0e -abricaci5n. #! microsco)io meta!ográ4co trabaja con !$ reAeja0a )ermitien0o 0e esa manera observar !os granos meta!ográ4cos 0e !os meta!es 3 a!eaciones. Los tratamientos e se !e 0ieron a !a )robeta )ara e! aná!isis meta!ográ4co -eron: 0esbaste greso, 0esbaste 4no, )!i0o 3 atae ímico. #! atae ímico con Nita! es im)ortante, 3a e )ermite observar e! contraste entre !a -errita 3 !a cementita. 'on !a a30a 0e! microsco)io meta!ográ4co se reconoci5 !a estrctra crista!ina 0e! acero en est0io, es ca! es ''. #! )orcentaje 0e carbono es menor a .2H, sien0o este acero 12 o acero 0e bajo carbono.

TEST /E COMPRO#ACI( - *>e 3n83ca el ta6a?o 8e grano 8el aceroF Se sabe e eDiste cierta re!aci5n entre !a tenaci0a0 0e !os aceros 3 e! tama@o 0e grano. Siem)re se /an )re-eri0o !os aceros 0e grano 4no, )ore !as /erramientas 3 )ie$as -abrica0as con esos aceros, tiene ma3or tenaci0a0 e !os -abrica0os con acero 0e grano greso.

2-

C>ál es la fnal38a8 8el react37o >t3l3a8oF Es 3g>al 5ara el anál3s3s 8e to8os los 6ater3alesara ca0a meta! 3 a!eaci5n se ti!i$a n reactivo 0e atae 0i-erente. #n e! caso 0e! acero e! más ti!i$a0o es e! NI>+L, e se )re)ara 0iso!vien0o áci0o nítrico en etano!. 'an0o e! acero es inoDi0ab!e se se!e rea!i$ar n atae e!ectroímico.

B- C;6o se 8e6>estra el 6ayor conten38o 8e car4ono en >na aleac3;n 1errosaF #! conteni0o 0e carbono en na a!eaci5n -errosa se 0emestra a! /acer n ensa3o meta!ográ4co en e! ca! e! materia! )asa )or na serie 0e tratamientos 3 4na!mente con e! microsco)io meta!ográ4co se i0enti4ca segn com)araciones estab!eci0as !a canti0a0 0e carbono )resente segn s estrctra crista!ina.

6tra -orma es /acer ensa3os 0e 0re$a, )ore se sabe e a ma3or canti0a0 0e carbono !a 0re$a amenta así como !a variaci5n 0e 0istintas )ro)ie0a0es mecánicas 0e! mismo.

:-

/entro 8e D>e const3t>yente está 5resente el car4ono en el AceroF #! carbono se encentra en genera! en !a cementita o carbro 0e 4erro (e"', ane tambiBn )e0e estar )resente en otros constit3entes como: astenita, )er!ita, etc.

!- 'asta D>@ n37el 8e 5>l38o se 8e4en 5re5arar las 5ro4etas antes 8el ataD>e D>63coF Si bien es cierto e canto más )!i0a este !a s)er4cie 0e !a )robeta, más c!ara será !a imagen e se obtenga en e! oc!ar, mc/as veces no es necesario !!egar /asta n )!i0o )er-ecto, sino e bastara con e !a 0ensi0a0 0e ra3as en !a s)er4cie sea !o s4cientemente baja 3 )re-erentemente en na so!a 0irecci5n. Si con n amento 0e D se )e0en 0istingir )orciones !isas más o menos gran0es entre !as ra3as, entonces e! )!i0o )e0e 0arse )or termina0o. Pa0o e !as $onas ra3a0as serán más ataca0as e !as $onas !isas, si !a 0ensi0a0 0e ra3as es m3 a!ta 3 si a s ve$ están en 0os o más 0irecciones, e! oscrecimiento 0e !as ra3as 0rante e! atae ímico cbrirán !os 0eta!!es 0e !a estrctra 0e! materia!.

- P>e8e sa4erse o est36arse con >n ensayo 6etalográfco la 8>rea 8el aceroF La meta!ogra-ía es !a ciencia e est0ia !as características micro* estrctra!es o constittivas 0e n meta! o a!eaci5n re!acionán0o!as con !as )ro)ie0a0es -ísicas, ímicas 3 mecánicas. Las )robetas se recti4can 3 )!en con e! 4n 0e e!iminar rgosi0a0 3 reconocer -a!!os )or e!!o no se )e0e saber !a 0re$a 0e! acero )or e! ensa3o meta!ográ4co, )ore !a 0re$a 0e)en0e 0e !a e!astici0a0, )!astici0a0 3 co/esi5n 0e n materia!. ara saber !a 0re$a 0e n materia! se )e0en rea!i$ar ensa3os 0inámicos )ara 0eterminar !a 0re$a: -

Pre$a Mo/s. Pre$a a !a !ima.

-

Pre$a Martens. Pre$a >rner.