Año de la Consolidación del del Mar de Grau
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
METALOGRAFÍA CIENCIA DE LOS MATERIALES-MC 112 Proes Pro esor! or! In" In"## $era $era Er%i&a Er%i&año' ño' (or"e (or"e Sección! E
Integrantes: • •
Firma
Po%a Ra%os' )enr* Luis C,a%i.ea /lores' Luis An&onio
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Li%a 201
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INTRODUCCIÓN La %e&alo"raa es 3ar&e de la %e&alur"ia 4ue es&udia las carac&ers&icas es&ruc&urales o de cons&i&ución de los %e&ales o aleaciones' 3ara relacionarlas con las 3ro3iedades sicas' %ec5nicas * 4u%icas de los %is%os# La i%3or&ancia del ensa*o %e&alo"r5ico radica en 4ue' aun4ue con cier&as li%i&aciones' es ca3a. de re6elar la ,is&oria del &ra&a%ien&o %ec5nico * &7r%ico 4ue ,a surido el %a&erial# A &ra67s de es&e es&udio se 3ueden de&er%inar carac&ers&icas co%o el &a%año de "rano' dis&riución de las ases 4ue co%3onen la aleación' inclusiones no %e&5licas co%o so3laduras' %icro ca6idades de con&racción' escorias' e&c#' 4ue 3ueden %odiicar las 3ro3iedades %ec5nicas del %e&al# En "eneral a 3ar&ir de un e8a%en %e&alo"r5ico ien 3rac&icado es 3osile o&ener un dia"nós&ico *9o 3ro3ósi&o# El e8a%en %e&alo"r5ico 3uede reali.arse an&es de 4ue la 3ie.a sea des&inada a un in' a los eec&os de 3re6enir incon6enien&es duran&e su unciona%ien&o' o ien 3uede ser 3rac&icado sore 3ie.as 4ue ,an allado en su ser6icio' es decir' 3ie.as 4ue se ,an deor%ado' ro&o o "as&ado# En es&e es&ado la inalidad del e8a%en es la de&er%inación de la causa 4ue 3rodu:o la anor%alidad# ;5sica%en&e' el 3rocedi%ien&o 4ue se reali.a en un ensa*o %e&alo"r5ico inclu*e la e8&racción' 3re3aración * a&a4ue 4u%ico de la %ues&ra' 3ara &er%inar en la oser6ación %icroscó3ica# Si ien la ase %5s i%3or&an&e de la %e&alo"raa es la o&ención %icroscó3ica' la e83eriencia de%ues&ra 4ue 3oco se 3uede ,acer si al"unas de las o3eraciones 3re6ias se reali.an deicien&e%en&e# Si la e&a3a de 3re3aración no se reali.a cuidadosa%en&e es 3osile 4ue se o&en"a una su3ericie 3oco re3resen&a&i6a del %e&al * sus carac&ers&icas#
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ÍNDICE
1# In&roducción 2# O:e&i6os ># /unda%en&ación &eórica del &e%a =# Reali.ación del ensa*o ?# C5lculos * resul&ados # Oser6aciones # Conclusiones @# Reco%endaciones B# ;ilio"raa 10#Ane8os
2 = ? @ 1 2 2@ 2B >0 >1
OBETIVOS
•
O&ener &oda la inor%ación 4ue es 3osile encon&rar en la es&ruc&ura de los
•
dieren&es %a&eriales Reali.ar una reseña ,is&órica del %a&erial uscando %icro es&ruc&ura' inclusiones' &ra&a%ien&os &7r%icos a los 4ue ,a*a sido so%e&ido' %icro
•
rec,u3es' De&er%inar si dic,o %a&erial cu%3le con los re4uisi&os 3ara los cuales ,a sido diseñado# 3
• • • •
)allar la 3resencia de %a&erial undido' or:ado * la%inado# Conocer la dis&riución de ases 4ue co%3onen la aleación# De&er%inar la 3resencia de se"re"aciones * o&ras irre"ularidades# Para es&e ensa*o se re4uiere de &ecnolo"a * e83eriencia 3or4ue el 3roceso de an5lisis %e&alo"r5ico es de "ran cuidado * 3recisión *a 4ue se dee &ener un conoci%ien&o a%3lio de la "ran can&idad de casos 4ue se 3ueden 3resen&ar#
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DEL TEMA
Pre3aración de la 3roe&a %e&alo"r5ica La %e&alo"raa es&udia la es&ruc&ura %icroscó3ica de los %e&ales * sus aleaciones# An&es de oser6ar un %e&al al %icrosco3io' es necesario acondicionar la %ues&ra de %anera 4ue 4uede 3lana * 3ulida# !"ana' 3or4ue los sis&e%as ó3&icos del %icrosco3io &ienen %u* 3oca 3roundidad de ca%3o * #$"i%a 3or4ue as oser6are%os la es&ruc&ura del %e&al * no las %arcas ori"inadas duran&e el cor&e u o&ros 3rocesos 3re6ios#
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Las ases de 3re3aración de la 3roe&a %e&alo"r5ica son las si"uien&es! 1# Mon&a:e o3cional 2# Desas&e ># Pulido =# A&a4ue 4u%ico o elec&rol&ico#
Desas&e Duran&e el 3roceso de desas&e se eli%inan "ran 3ar&e de las ra*as 3roducidas en el cor&e# Se 3uede reali.ar en una 3ulidora e%3leando discos arasi6os de dis&in&os di5%e&ros de 3ar&cula' cada 6e. %5s inos# Cada 6e. 4ue se ca%ia de disco' es %u* i%3or&an&e li%3iar %u* ien la 3roe&a con a"ua aundan&e 3ara eli%inar los 3osiles res&os de 3ar&culas del disco an&erior' as e6i&a%os 4ue se 3rodu.can ra*as 3or 3ar&culas 4ue ,a*an 3odido 4uedar del disco an&erior cuando es&a%os &raa:ando con un disco de "rano %5s ino#
Pero en nues&ro caso lo ,ici%os %anual%en&e usando li:as de dieren&e "rosor * as3ere.a lo"rando as el %is%o resul&ado#
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Pulido Se reali.a con 3años es3eciales' del &i3o de los &a3ices de illar# Co%o arasi6o' se 3uede u&ili.ar 3ol6o de dia%an&e o al%ina# El 3ri%ero se a3lica con un acei&e es3ecial' 3ara luricar * e8&ender la de dia%an&e * el se"undo con a"ua#
3as&a En
el 3ulido a3enas ,a* arran4ue de %a&erial * lo 4ue se 3re&ende es eli%inar &odas las ra*as 3roducidas en 3rocesos an&eriores# El 3ulido inali.a cuando la 3roe&a es un es3e:o 3erec&o#
A&a4ue 4u%ico En es&e 3un&o la 3roe&a es 3lana * es&5 3ulida' es un es3e:o# El a&a4ue 4u%ico 3ondr5 de %aniies&o la es&ruc&ura del %e&al *a 4ue a&acar5 los ordes de los "ranos * aec&ar5 de %anera dieren&e a las dis&in&as ases 3resen&es en el %e&al# Para cada %e&al * aleación se u&ili.a un reac&i6o de a&a4ue dieren&e# En el caso del acero el %5s u&ili.ado es el NITAL' 4ue se 3re3ara disol6iendo 5cido n&rico en e&anol# Cuando el acero es ino8idale se suele reali.ar un a&a4ue elec&ro4u%ico# En la o&o"raa a3arece la 3roe&a an&es de ser &ra&ada con Ni&al-? n&rico en e&anol al ?F# Des3u7s del a&a4ue 3erder5 su rillo#
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Microsco3io %e&alo"r5ico El %icrosco3io %e&alo"r5ico se dierencia del ordinario' unda%en&al%en&e' en su sis&e%a de ilu%inación# La lu. no 3uede a&ra6esar el %e&al * 3or &an&o la lu. en&ra en el o:e&i6o des3u7s de ser rele:ada en la 3roe&a %e&5lica# Los %icrosco3ios %e&alo"r5icos suelen lle6ar un aco3lador 3ara %on&ar una c5%ara o&o"r5ica o de 6ideo *a 4ue' 3ara 3oder es&udiar %e:or la es&ruc&ura del %e&al' se o&ienen %icroo&o"raas# En la i%a"en 3uede 6erse la 3roe&a sore la 3le&ina del %icrosco3io' dea:o es&5n los o:e&i6os * a la derec,a la uen&e de lu.#
REALI&ACIÓN DEL ENSA'O
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Re"a(i)n %e m*+$inas, e+$i#-s, instr$ment-s, .erramientas / materia"es $sa%-s0
Ensa/- %e Meta"-gra12a0
Proe&as
1# 2# ># =#
1
2
3
Core &reilado * recocido ;ronce Acero SAE 1010 Acero SAE10=?
4
Sis&e%a de "o&eo de a"ua
30 40 60 70 0
A"$miniC-5re 8 Br-n(e A(er- SAE 8989 A(er- SAE89;3
Al"odón
0' 00' @00' 1000' 1200
Pice&a con a ua
Pice&a con Alco,ol
9
Ni&al cido al 2#?F
Al%ina de a3ro8# > H%
Pulidora
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Microosco3io Me&alo"r5ico
Des(ri#(i)n %e" #r-(e%imient- %e" ensa/- -r%ena%- / sistem*ti(-0
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80 To%a%os una de las 3roe&as la cual es&5 cor&ada en su sección &rans6ersal rec&a * le ,ace%os una %arca en la cara 4ue no 6a a ser usada' 3ara "uiarnos en la dirección 4ue 6a%os a &o%ar 3ara li:ar * as e6i&ar conusiones#
<0 /ro&a%os su sección &rans6ersal en un 3a3el arasi6o li:a de a"ua' 4ue descansa sore una l5%ina de 6idrio' %ien&ras le cae c,orros sua6es de a"ua' el "rado de ru"osidad del 3a3el arasi6o 6ariar5 se"n 6a*a%os a6an.ando! P1@0' P>0' P00' P@00' P1000' P1200' P1?00
=0 Dee oser6arse 4ue se or%en lneas 3aralelas cada 6e. 4ue se acae de li:ar con cada una de las li:as ,as&a 4ue es&as sean casi
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in6isiles' &eniendo en cuen&a 4ue cada 6e. 4ue ca%ia%os del 3a3el arasi6o ro&5a%os la 3ie.a un 5n"ulo de B0#
;0
un
3roduc&o arasi6o en 3ol6o Al%ina :un&o con 3e4ueños c,orros de a"ua' 3ara 4ue el 3año 3ula an %5s a la 3roe&a# La 3roe&a dee es&ar 3ulida al es3e:o#
30 Des3u7s
Ja&aca%osK a la 3roe&a' en la 3ar&e 3ulida con Ni&al
duran&e @-12 se"undos 3ara aceros * con 5cido n&rico al 0F 3ara Core' ;ronce * Alu%inio duran&e ?-@ se"undos
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40 Des3u7s de rociar a cada 3roe&a con el reac&i6o se la6a 3roe&a con a"ua 3or un %o%en&o# Lue"o seca%os las 3roe&as con la secadora &eniendo en cuen&a 4ue la secadora no es&7 %u* cerca de la 3roe&a#
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60 /inal%en&e oser6a%os las 3roe&as a &ra67s del
%icrosco3io
%e&alo"r5ico#
Este #r-(e%imient- se rea"i>a #ara (a%a #r-5eta0
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OBSERVACIONES
Li:ar en lneas no rec&as ,ace 4ue las "rie&as %icro"r5icas 6is&as 3or el %icrosco3io sean %5s no&orias#
En el li:ado' al ca%iar de una li:a no sucesi6a la su3ericie se &orna dis3are:a#
El 3ulido en or%a 3rolon"ada ,ace 4ue la su3ericie se &orne co%o es3e:o' 3ero no ,ace 4ue las "rie&as "randes desa3are.can#
Si de:as 3or %uc,o &ie%3o el 3ulido se or%ara o8ido en la su3ericie 3ara %a&eriales corrosiles co%o los aceros SAE dados 3ara es&a e83eriencia#
De:ar %uc,o &ie%3o re3osar sore el a&a4ue 4u%ico sin ro&ar con alco,ol ,ace 4ue se 4ue%e la 3roe&a * no se 3ueda oser6ar los ca%ios 4ue su3ues&a%en&e deera 3asar#
CONCLUSIONES 16
Los ordes de "rano son de "ran i%3or&ancia en la de&er%inación de las 3ro3iedades de un %a&erial#
Se de&er%ina la relación! A %a*or ndice de "rano %enor &a%año de "rano 3or lo &an&o ,a* %a*or resis&encia %ec5nica es&o se dee 3rinci3al%en&e a 4ue los l%i&es de "rano anclan las dislocaciones i%3idiendo el %o6i%ien&o#
An5lo"a%en&e &a%i7n se de&er%ina! A %enos ndice de "rano %a*or &a%año de "rano 3or los &an&o ,a* %enos resis&encia %ec5nica#
Es 3osile oser6ar en la %icro o&o"raa los cons&i&u*en&es 3rinci3ales erri&a /e ce%en&i&a /e> 3erli&a' e&c#
Para 3oder oser6ar clara%en&e los "ranos de un %a&erial deen es&ar adecuada%en&e 3ulidos * ,aer reali.ado &a%i7n un adecuado a&a4ue 4u%ico *a4u7 de la can&idad de lo con&rario nos e 3odra de&er%inar los cons&i&u*en&es ni el ndice de "rano de una %a&erial#
RECOMEDACIONES
•
La su3ericie de la 3roe&a &iene 4ue &ener un ni6el adecuado 3ara 3oder reali.ar en or%a correc&a el li:ado * 3or consi"uien&e el 3ulido# 17
•
Li:ar * ien la su3ericie de donde se 6a reali.ar el a&a4ue *a 4ue de ello de3ende 4ue se 3ueda rele:ar en la %icroo&o"raa#
•
Reali.ar el li:ado en un solo sen&ido * de %anera unior%e res3e&ando la sucesión de li:as 4ue se les 3ro3orciono#
•
Al %o%en&o de reali.ar el 3ulido de la su3ericie or%ar lneas cur6as en la %54uina * en un solo sen&ido 3ara 3oder o&ener una su3ericie %uc,o %5s li%3ia * lire de i%3erecciones#
•
No se dee 3resionar de%asiado la 3roe&a al %o%en&o de 3ulirla' *a 4ue %alo"rara la su3ericie arasi6a * dara el %is%o resul&ado#
•
Res3e&ar el &ie%3o de a&a4ue 3ara cada %a&erial * su res3ec&i6o reac&i6o *a 4ue es %u* i%3or&an&e#
•
Des3u7s del a&a4ue ro&ar uer&e%en&e con alco,ol * al"odón 3ara 4ue no se 4ue%e la 3roe&a#
BIBLIOGRAFÍA Donald Aseland' JCiencia e In"eniera de los Ma&erialesK# Edi&orial T,o%son Edi&ores' >era edición' 1BB@# illia% Callis&er' JIn&roducción a la Ciencia e In"eniera de los Ma&erialesK' Edi&orial Re6er&7 S#A illia% /# S%i&,# J/unda%en&os de ciencia e in"eniera de %a&erialesK' Edi&orial McGra)ill' 1BB@#
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