CURSO :Tecnologia De Materiales
DOCENTE : Sifuentes Inostraza Martín
ALUMNOS :
Quiliche Castillo Meldad Edom Benites Rafaile Ronaldo Fabian Goycochea Samora Sandra Peres Dias Nelver Juan Carlos
CARRERA PROFESIONAL : Tecnología Mecánica Eléctrica ( C10 –1°E)
AÑO ACADÉMICO :
2015 – ll LA LIBERTAD – TRUJILLO PERÚ
TECSUP
Laboratorio: Tecnología de materiales
LABORATORIO 2: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
OBJETIVO Reconocer las propiedades de los materiales más utilizados en la industria para su eficiente utilización.
a. PROPIEDAD de DUREZA EQUIPOS Y MATERIALES
Aluminio Cobre Acero
Vidrio Acrílico Madera
INTRODUCCIÓN: Dureza: es el grado de oposición de un material a ser rayado o penetrado de cualquier forma, por otro material.
F
F F Penetrador
H
Aluminio
Material a penetrar
Fig. 1
Fig. 2
h
Acero Fig. 3
Podemos observar en la figura 2 que la punta del penetrador ingresará en mayor profundidad en el material más blando como el Aluminio.
2
Laboratorio: Tecnología de materiales
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PROCEDIMIENTO: 1. Determinar mediante el rayado sucesivo de uno contra otro, la dureza de los materiales de ensayo 2. Ordenarlos de manera decreciente en el cuadro respectivo. Material Más
1º
acero
2º
bronce
3º
fierro
4º
cobre
5º
latón
6º
aluminio
M en o s d u r o
7º 8º
Análisis y evaluación final de los resultados 1.
¿Un material no metálico puede ser más duro que un metal? Explique con ejemplos. No puede ser más duro los metales son más duros. Ejemplo un el acero raya al latón.
2.
¿La dureza de los aceros y de los materiales sintéticos son iguales? En caso contrario mencione ejemplos. Los aceros son más duros, los sintéticos son más simple: ejemplo pongamos al fuego una pelota sintética y una barra de acero, el más resistente tiene que ser el acero.
3.
¿Cuál es el material más duro, de los que Ud. ha ensayado? : El material más duro es el acero en el experimento que hicimos.
4.
¿El menos duro? : El menos duro es el aluminio.
5.
De los materiales ensayados : Metal más duro : el acero Metal menos duro : aluminio No metal más duro: acrílico No metal menos duro: madera •
•
•
•
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6.
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¿Todos los materiales sintéticos tienen igual dureza? No todos tienen la misma dureza
b. PROPIEDAD DE DENSIDAD EQUIPOS Y MATERIALES:
Balanza digital
Probeta
Acero corriente : 0,20 %C
graduada
Cobre
Latón
Plomo
Aluminio
Bronce
INTRODUCCIÓN: Definición: Es la relación que hay entre la masa y el volumen de un cuerpo y se puede determinar mediante la expresión:
Masa (m) £=
Volumen (v) La masa es numéricamente igual al peso cuando se mide en gramos y dentro de nuestro planeta. El principio de Arquímedes nos enseña que el volumen desalojado por los cuerpos pesados sobre un líquido determina el volumen de dicho cuerpo
PROCEDIMIENTO: 1. Determinar la masa de uno de c/u de los materiales de ensayo. (Usando la balanza) 2. Determinar el volumen del material de ensayo, REALIZAR EL CALCULO
GEOMETRICO NECESARIO.
Masa (m) £=
Volumen (v)
Caso contrario si la muestra tiene forma irregular, usar la probeta graduada para calcular el volumen por líquido desalojado
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3. Calcular la densidad según la fórmula : 4. Buscar en tablas la densidad del material ensayado (compare ambos
valores de densidad). 5. Repetir los pasos anteriores para el resto de materiales.
V calcula do (cm3)
m Material (g)
Densidad
calculada (g/cm3)
aluminio
8.81g
3.64 cm3
2.4 g/cm3
acero
28.56g
3.64 cm3
7.85 g/cm3
estaño
22.77g
3.64 cm3
6.25 g/cm3
cobre
30.55g
3.64 cm3
8.3 g/cm3
bronce
28.96g
3.64 cm3
7.95 g/cm3
de tablas (g/cm3)
6. Realizar en un gráfico de barras horizontales la densidad de los
materiales ensayados, de mayor a menor densidad. Materiales
Aluminio Acero Estaño Cobre Bronce
0
2
4
6
5
8
10
12
14 (g/cm3)
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Análisis y evaluación final de los resultados 1. El método de ensayo para determinar la densidad ¿se puede aplicar a todos los materiales? ¿a cuáles cree Ud. que no sería posible de realizarla? Fundamente sus respuestas. Para calcular la densidad se puede hacer con todos los materiales.
2. Con ayuda de la tabla de densidades y de los resultados obtenidos: ¿Para qué materiales son válidas las siguientes afirmaciones?
El cobre tiene aproximadamente 3 veces la densidad del aluminio
3. Se quiere ver la cantidad de Kg. de barra de bronce de ½ “ a utilizar para 20 alumnos, si cada uno de ellos debe tener 200 mm de barra. La cantidad de masa es 0.2 kg
c. PROPIEDAD de RESISTENCIA A LA FATIGA Equipos: Dispositivo de ensayo de fatiga
Materiales a Utilizar Acero corriente
Cobre
PVC
Aluminio
PROCEDIMIENTO:
1. Colocar el material en la ranura del dispositivo de ensayo. 2. Ajustar el material de ensayo. 3. Doblar hasta los topes del dispositivo en ambos lados repetidamente
contando el número de veces que se dobla.
4. Determinar el número de veces que se dobló el material hasta producir
su rotura.
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5. Registrar los valores en la tabla y graficar en forma de barras.
Número de
50
dobleces
40 30 20 10 5 4 Material
Acero
Cobre
Aluminio
hojalata
EVALUACIÓN FINAL Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 1.
¿Qué materiales son los más apropiados para la fabricación de partes dobladas a las cuales se les debe aplicar fuerza variable? Los más apropiados serían la hojalata por qué demora más rápido en romper
2.
¿Qué entiende por “fatiga” de un material? Se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas. 3. Mencione ejemplos en los cuales un material se encuentra
sometido a fatiga.
Cuando se corta un materialCuando doblamos un material.
4. De los materiales ensayados : •
La hojalata se rompe a las 25 veces en el dispositivo de ensayo de fatiga •
El material metálico con mayor resistencia a la fatiga : El material metálico con menor resistencia a la fatiga :
El cobre se rompe a las 4 veces en el dispositivo de ensayo de fatiga 7
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¿Qué entiende por elasticidad?
5.
Elasticidad es la propiedad de un material que tiende a retornar a su posición original cuando este está sometido por una fuerza.
¿Es lo mismo elasticidad que plasticidad?
6.
No es lo mismo a que la elasticidad recobra su estado original y la plasticidad es el cambio de forma permanente que experimenta el material sin llegar a la rotura. 8. el material con menos retroceso elástico es: El aluminio
d. PROPIEDAD de MAGNETISMO. EQUIPOS:
Imán. Regla graduada.
Materiales a Utilizar 1. Aluminio 2. Bronce 3. Fierro Fundido 4. Acero corriente
PROCEDIMIENTO: 1. Determinar cuáles de los materiales de ensayo son o no son magnéticos. 2. Para los materiales no magnéticos, indicar con un aspa (X) en el recuadro
correspondiente. 3. Para los materiales magnéticos, medir la distancia máxima a la cual el
material es atraído por el imán.
4. Anotar la distancia del paso anterior en el recuadro correspondiente.
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5. Identificar específicamente, en función de las distancias obtenidas, el
nombre de los materiales magnéticos.
N°
Magnético
Materiales
Distancia (mm)
Nro.
1
Aluminio
x
No
2
Bronce
x
No
3
Fe. Fundido
x
No
4
Acero corriente
5mm
Si
EVALUACIÓN FINAL Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 1. ¿Qué materiales no se pueden sujetar utilizando la fuerza magnética? Los no metales, los plásticos los sintéticos
e. PROPIEDAD de ELASTICIDAD Equipos:
Dispositivo de ensayo de elasticidad. Martillo de goma. Llave allen.
Materiales:
Cobre Acero aleado
Latón Aluminio
Plan de Trabajo 1. Sujetar el dispositivo de ensayo en el tornillo de banco. 2. Enderezar el material utilizando el martillo de goma. 3. Colocar el material en el dispositivo de ensayo. 4. Ajustar manualmente el tornillo hasta lograr la verticalidad del
material. 5. Doblar hasta el tope del dispositivo, empujando desde la base. 6. Retirar el material. 7. Determinar el ángulo de retroceso debido a la elasticidad.
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8.
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Registrar los valores en la tabla y graficar en barras verticales.
NOTA: El ángulo entre la vertical y el tope en el dispositivo es de 45°.
Ángulo de Retroceso
20° 16° 12° 8° 4°
Material cobre
fierro
aluminio
Latón=bronce
EVALUACIÓN FINAL Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 1. ¿Los materiales blandos tienen mayor retroceso elástico qué los duros? Los blandos se estiran más mientras que los duros llegan hasta un punto que ya no se puede doblar más 2. ¿Qué entiende por elasticidad? El término de elasticidad denomina la capacidad de un cuerpo de presentar deformaciones cuando se le somete a fuerzas exteriores que pueden ocasionar que dichas deformaciones sean irreversibles o bien adoptar su forma de origen. 3. ¿Es lo mismo elasticidad que plasticidad? Elasticidad vuelve a su estado original mientras que la plasticidad es el cambio de forma permanente que experimenta el material sin llegar a la rotura. 4. El material con mayor elasticidad es : El bronce alcanza los 27.5° 5. El material menos elástico es : El fierro alcanza los 10°
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TRANSFERENCIA Nº 2 1) ¿Qué factores pueden afectar la fatiga de un material? La oxidación, ambiente y temperatura, usos no adecuados entre otros. 2) ¿De qué manera puede mejorarse la dureza de un material? Sometiéndolos a tratamientos térmicos como el calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia.
3) ¿Qué es la elasticidad en un acero? Es cambiar su estado natural al someterse a una fuerza es decir puede regresar a su estado natural como también no.
4) ¿Qué importancia tienen la electricidad y plasticidad en un material. Explique. La importancia de estas propiedades es que podemos estudiar el comportamiento y tratamiento de los materiales para posteriormente usarlas en nuestra vida diaria.
5) Investigar los tipos de acero utilizados para herramientas de corte y sus
componentes principales y las ventajas que le confiere cada uno de ellos. Los aceros de herramientas tienen generalmente un contenido en carbono superior a 0.30%, aunque a veces también se usan para la fabricación de ciertas herramientas, aceros de bajo contenido en carbono (0.5 a 0.30%).
6) Investigar las limas: material , clasificación especificación La lima es una herramienta manual utilizada para el desgaste y afinado de piezas de distintos materiales como el metal, el plástico o la madera. Está formada por una barra de acero al carbono templado (llamada caña de corte) que posee unas ranuras llamadas dientes y que en la parte posterior está equipada con una empuñadura o mango.
7) Investigar las sierras: Tipos (según dientes), clasificación , materiales La sierra para metales es una herramienta de corte para metal o huesos. Algunas llevan sujeciones que mantienen la sierra firme y la vuelven fácil de manipular. La cuchilla es de dientes finos y está tensionada sobre una montura. Las sierras, dise ñadas para cortar principalmente metal, están categorizadas por el número de dientes por pulgada. La hoja de sierra estándar tiene entre 14 y 32 dientes por pulgada.
8) Investigar las piedras de esmeril: composición (materiales), tipos, aplicaciones. Es una roca Se emplea para cortar o desbastar distintos tipos de materiales, por medio de la rotación de un disco abrasivo, formada por corindón granoso, mica y hierro oxidado que, por su extrema dureza
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