Practica de Estructura

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN - HUACHO FACULT ACULTAD DE INGENIERÍA I NGENIERÍA QUÍMICA QUÍMI CA Y METLALÚRGICA CURSO: ESTRUCTURA DE LOS METALES

GUÍA DE LA PRÁCTICA # 1 IDENTIFICACIÓN IDENTIFI CACIÓN BÁSICA DE MATERIALES. I.

Fundamento Te Te!"o Polímero: Los Polímero: Los polímeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son son macromoléculas (generalmente orgánicas) orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros !l almidón, la celulosa, celulosa, la seda y el "#$ son e%emplos de polímeros naturales, entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la &aquelita Cerámico: 'n material cerámico es un tipo de material inorgánico, no metálico, &uen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy eleada "simismo, su módulo de oung oung (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) tam&ién eleado, además presentan un modo de rotura frágil Compuesto: !n ciencia de materiales reci&en el nom&re de materiales compuestos aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la com&inación de propiedades que no es posi&le o&tener en los materiales originales !stos compuestos pueden seleccionarse para lograr com&inaciones poco usuales de rigide*, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dure*a o conductiidad Electrónicos: +ualquier Electrónicos: +ualquier material utili*ado en la producción, transformación, transporte, distri&ución o utili*ación de la energía eléctrica, como máquinas, transformadores, instrumentos de medida, dispositios de protección, material para canali*aciones, receptores, etc

II.

E$u"%o&' ""m m%(emento& to&' ma mate! te!"a(e&)

!quipos requeridos: !smeril, ateriales: tro*os de aceros: &a%o, medio, alto +, aleados, -.undiciones: Gris, nodular, atruchada, &lanca, pro&etas fracturadas del ensayo de tracción de aceros y fundiciones Materiales compuestos y Electrónicos 'na lima desecha&le +laos de &a%o y alto + /idrios y +erámicos

III.

*+,et"-o Gene!a( )

+onocer e identificar por por medios sencillos, las diferentes categorías o clases de ateriales y sus propiedades (etales, 0olímeros, +erámicos, +ompuestos, !lectrónicos) *+,et"-o& e&%e/0"o&: !ntrar en contacto en forma directa y práctica con el mundo de los materiales  "plicar lo isto en las primeras clases

I.

P!oed"m"ento

1. #e un grupo grupo de materi materiale ales s selecc seleccion ionado ados s por el 0rofes 0rofesor or,, identi identific ficar ar si es etal, etal, 0olímero, +erámico, +ompuesto, !lectrónico

1

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN - HUACHO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METLALÚRGICA CURSO: ESTRUCTURA DE LOS METALES Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 .ierro de construcción

6oda%e

2METAL3

7roca normal

2METAL3

7roca co&altada

2METAL3

+o&re

2METAL3

2METAL3

2 0ropiedades 8&sere y aerig9e el grupo de los metales y anote sus propiedades en general, comparados con los otros materiales ipo de 0ropiedad

$inguna

"lguna

edia

+onductiidad eléctrica

etal

+onductiidad térmica

0olímeros

etal +erámico etal 0olímero +erámico

6esistencia mecánica #uctilidad en general .ragilidad en general

alea&ilidad 6igide* 8;idación

0olímeros etal +erámico s etal etal +erámico s

#ure*a 6esistencia al desgaste 7rillo

"lta

0olímero etal

etal 0olímeros 0olímero +erámicos

0olímeros

+erámicos etal

P!e4unta&) 5Po! $u6 4ene!a(mente (o& meta(e& a T am+"ente no %!e&entan +!"((o aun$ue (o de+"e!an %!e&enta!7 

Un metal a T ambiente mantiene todos sus electrones en un estado de mínima energía, como cualquier elemento, y por tanto no emite ni luz ni calor. demás, cuando los metales se o!idan, se raspan, o simplemente se desgastan, se les acaba el brillo, debido a que las mol"culas super#iciales se desacomodaron de su arreglo original, e$itando que la luz se re#le%e casi uni#ormemente. 

5Cu8(e& meta(e& de (o& m8& ono"do&' no %!e&entan a(4una de (a& %!o%"edade& ante!"o!e& a T %!9"ma& a (a T am+"ente7 El &ierro a temperatura ambiental no están d'ctil ni maleable y tiene escaso brillo y alta o!idación no es #rágil( y tambi"n el mercurio que se encuentra en estado líquido a condiciones ambientales normales, suelen ser opacos y brillantes, tener alta densidad, ser d'ctiles y maleables, tener un punto de #usión alto, ser duros, y ser buenos conductores del calor y electricidad.



5Cmo e& (a dut"("dad en 4ene!a( de un ae!o +a,o C7 5De un ae!o med"o C 5De un a(to C &"n T!atam"ento T6!m"o7

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN - HUACHO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METLALÚRGICA CURSO: ESTRUCTURA DE LOS METALES En general la ductilidad del acero es a alta por presentar en su composición el )e pero el acero ba%o es más d'ctil que el acero medio y el alto porque estos presentan una mayor cantidad de carbono en su composición.

5A $u6 &e de+e (a o9"da"n de (o& meta(e&7 A-e!"4ua! a(4una& %!o%"edade& "m%o!tante& de (o& mate!"a(e& om%ue&to& : e(et!n"o&.



*a o!idación es un aumento del estado de o!idación: cuando un átomo tiene mayor  n'mero de electrones de $alencia en el e!terior, es un o!idante #uerte. El o!ígeno  presente en nuestro aire es un gran o!idante, por eso, los metales que se encuentran al  aire libre se o!idan rápidamente. *os metales tienden a tener energías de ionización ba%as y por tanto se o!idan +pierden electrones cuando su#ren reacciones químicas. *os metales comunes tienen una relati$a #acilidad de o!idación. -uc&os metales se o!idan con di$ersas sustancias comunes, incluidos el o!igeno  los ácidos.

. C(a&"0"a! (o& Meta(e& en Fe!!o&o& : no Fe!!o&o&. Po! &u a%a!"en"a 5&e!8n 0e!!o&o& o no7 -

!nsayos magnéticos y compro&ación si son .errosos y no .errosos Con un imán verificar si son ferrosos o no.

T"%o de mate!"a( Ma4n6t"o& )errosos /o #errosos Cerámicos Polímeros Compuestos

I.

No ma4n6t"o&


De( 4!u%o de (o& Meta(e& Fe!!o&o& (a&"0"a!(o& en Ae!o& : Fund""one&

*+&e!-a! 0!atu!a : m8& ade(ante (a ;"&%a Meta(e& L"-"ano&

Meta(e& %e&ado&

$om&re <ím&olo #ensidad $om&re =inc =n >13 +o&re

II.

<ím&olo +u

#ensidad ?@A

En&a:o de (a ;"&%a

a(e!&e de (a a!ta en o(o!e& de (a ;"&%a %a!a ae!o& P!eau"one&) 'tili*ar careta para protección de los o%os y cuidar las manos al hacer contacto entre la piedra del esmeril y el material a ensayar 'tili*ar la presión adecuada so&re el esmeril
al esmeril (teniendo las

a. Se(e"one& a(4uno& de (o& meta(e& 0e!!o&o& : no 0e!!o&o&' %o(/me!o&' e!8m"o&' om%ue&to& : ana("e &" dan o no ;"&%a +lase de aterial

B#an +hispaC B<í o $oC 1

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN - HUACHO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METLALÚRGICA CURSO: ESTRUCTURA DE LOS METALES etales ferrosos
5A $u6 &e de+e e( ante!"o! om%o!tam"ento de ada mate!"a(7 E9%("a! (a!amente %o!$u6 (o& meta(e& 0e!!o&o& dan ;"&%a : (o& ot!o& no. En las muestras de $arilla, disco y pi0ón se puede determinar que al tratarse de aceros, la c&ispa producida tiende a ser de color amarillo de cantidad abundante pero puede $ariar su longitud( en los aceros de alto porcenta%e de carbono la longitud es corta y la c&ispa es abundante. En las muestras de los aleados se determinó que entre más porcenta%e de carbono la c&ispa tiende a ser de color ro%izo y es menos abundante ya que contiene más elementos. En las muestras de #undiciones se aprecia que la cantidad de c&ispa es escasa y su longitud es corta( contiene mayor porcenta%e de carbón que el acero.

+. Ident"0"a! u8(e& &on 0und""one& : u8(e& ae!o&' de un grupo de diferentes materiales metálicos por el método de la chispa. Cada uno dará su chispa característica.

etales etal 1: +romo etal 2: $iquel etal 3: "luminio etal 4: agnesio etal 5: 7ronce etal A: Dierro etal >: +o&re etal ?:

"ceros
.undiciones

. Ident"0"a"n de ae!o&  "yudándose con la carta de identificación de materiales por la chispa, Edentificar si un acero es &a%o, medio, alto car&ono o aleado, por la chispa Grupo 1  "cero 1: 6ápido  "cero 2: #uro  "cero 3: +onstrucción  "cero 4: 6odamiento  "cero 5: .undido Gris  "cero A: .undido 7lanco  "cero >: 7roca $ormal

7a%o +

edio +

"lto + F F

"leado

F

F

F F F F

.orma en general de un ha* de chispa y *onas (di&u%o y e;plicar) Características de las chispas

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Un &az de c&ispa puede di$idirse en tres partes principales las cuales son mostradas en la #igura *a primera, a la salida de la piedra del esmeril, que se encuentra #ormada por rayos rectilíneos en los que puede obser$arse per#ectamente el color característico. *a segunda zona es la de bi#urcación, y algunas $eces tiene lugar en ella algunas e!plosiones. *a tercera y  'ltima zona, es donde aparecen la mayor parte de las e!plosiones, adopta di$ersas #ormas, que se denominan estrellas, gotas, lenguas, #lores, etc. *a obser$ación debe de &acerse, en lo  posible, en lugar oscuro. *a rueda de esmeril debe de girar en sentido contrario al ordinario,  para que el &az de c&ispas se proyecte &acia arriba y poder así obser$arlo me%or.

5A $u6 &e de+en (a& e9%(o&"one&7 Fo!ma& de e((a&. Fo!ma de (a ;"&%a de (o& ae!o& +a,o' med"o' a(to : a(eado& 2o(o!' (on4"tud' ont"nu"dad' 5&a(e de&de e( e&me!"(7' t"%o de e9%(o&"one& : dnde &e dan) *a mayoría de los metales no #errosos tales como el aluminio, el magnesio y las aleaciones de cobre no muestran c&ispas. E!cepciones de metales de este tipo que desprenden c&ispas son el níquel y el titanio. Cla$o de acero: C&ispa abundante en #orma de punta de lanza, estela contin'a y abundante,  posee alto contenido de carbono.

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Fo!ma de (a ;"&%a de (a& 0und""one& +(ana' 4!"&' et. 5A $u6 &e de+e $ue ada mate!"a( t"ene &u ;"&%a a!ate!/&t"a7 5A $u6 &e de+e e( o(o! de (a ;"&%a7 Fundiciones: se de#inen como aleaciones de &ierro1carbono1silicio cuyo contenido de carbono se sit'a por encima de 2.34 apro!imadamente. Fundición Blanca: su #ractura muestra una coloración clara, de a&í su nombre, caracterizado  por presentar a'n como elementos de aleación #undamentales el carbono y el silicio, pero cuya estructura debido a las condiciones de #abricación y menor contenido de silicio, presenta al  carbono casi íntegramente en #orma combinada como )e. Fundición Gris: cuya #ractura muestra una coloración oscura de donde sa%e su denominación, caracterizada por presentar como elementos de aleación #undamentales el carbono y el silicio y  estructura en que una parte relati$amente grande de carbono está en estado libre +gra#ito laminar y otra parte en estado combinado )e. Fundición Maleable: caracterizado por ser obtenido a partir de la #undición blanca, mediante un tratamiento t"rmico especial +maleabilización, resultando prácticamente todo el &ierro combinado en gra#ito en #orma de nódulos.

III.

F!atu!a de (o& ae!o& : (a& 0und""one&)

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5Cmo e& (a 0!atu!a de (o& ae!o& : de (a& 0und""one&7 Fo!ma' o(o!' t"%o de 4!ano. C(a&e& de 0!atu!a de (o& ae!o&. F!atu!a de (o& ae!o& +a,o C' F!atu!a de (o& ae!o& A(to C' a-e!"4ua! 0oto& de 0!atu!a de un mate!"a( 0!84"(' &em"dut"( : d<t"(' de una 0und""n. *as #racturas por tensión pueden clasi#icarse en cuanto a #orma, te!tura y color. *os tipos de #ractura, en lo respecti$o a la #orma, son sim"tricos: cono y copa, planos e irregulares. 5arias descripciones de la te!tura son: sedosa, grano #ino, grano grueso o granular, #ibrosa o astillable, cristalina, $idriosa y mate. Ciertos materiales se identi#ican e#ecti$amente por sus #racturas. El acero sua$e en #orma de una probeta cilíndrica normal usualmente presenta un tipo de #ractura de cono y copa de te!tura sedosa. El &ierro #or%ado presenta una #ractura dentada y #ibrosa, mientras que la #ractura típica del &ierro #undido es gris, plana y granular. Un e!amen de la #ractura  puede arro%ar una pista posible de los $alores ba%os de la resistencia o la ductilidad  de la probeta. *a carga no a!ial causara tipos asim"tricos. *a #alta de simetría puede tambi"n ser causada por la &eterogeneidad del material o un de#ecto o una #alla de alguna clase, tal como la segregación, una burbu%a, o una inclusión de material  e!tra0a, tal como la segregación, una burbu%a, o una inclusión de material e!tra0a, tal como la escoria. 6obre la super#icie #racturada del material que &aya sido traba%ado en #ió o posea una condición de es#uerzo interno, debida a ciertos tratamientos t"rmicos, #recuentemente e!iste una apariencia de rayos o $etas que irradian de alg'n punto cercano al centro de la sección( esta ocasionalmente es denominada 7#ractura de estrella8. Una descripción de la #ractura debe incluirse en cada in#orme de ensayo, aun cuando su $alor sea incidental para las #racturas normales. FRACTURA Es la separación de un sólido ba%o tensión en dos o más piezas. En general, la #ractura metálica puede clasi#icarse en d'ctil y #rágil. *a #ractura d'ctil ocurre despu"s de una intensa de#ormación plástica y se caracteriza por una lenta  propagación de la grieta. *a #ractura #rágil se produce a lo largo de planos cristalográ#icos llamados planos de #ractura y tiene una rápida propagación de la grieta.

I=.

F!a4"("dad : dut"("dad

omar una lima y colocarla en la prensa &ien su%etada #arle un golpe s&ito con un martillo, o&serar y anotar lo que pasó 8&serar fractura y anotar omar un clao y hacer lo mismo anotando Dacer lo mismo con arias fundiciones

a. F!atu!a de (a& Fund""one& ipo de .undición Gris 7lanca $odular  "truchada

+olor fractura Gris 7lanca Gris Gris

.orma fractura +opa 0lana 0lana +opa 1

Grano de la fractura 0equeño, grande etc 0equeño ediano ediano 0equeño

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+. F!atu!a de (o& ae!o& ipo de acero 7a%o + edio +  "lto +  "leado

=.

+olor fractura Gris Gris Gris Gris

forma +opa 0lana +opa 0lana 0lana

Grano de la fractura
Du!e>a %o! med"o de (a ("ma.

A-e!"4ua! &" (a ("ma !a:a a d"0e!ente& mate!"a(e& en 4ene!a(. 9ureza a la lima: 6e usa en industria. En todo material templado la lima no entra. 9ependiendo de sí la lima entra o no entra sabremos: /o entra, el material raya a la lima( 9ureza mayor de ;3 <=C Entra, la lima raya al material( 9ureza menor de ;3 <=C 

En (a e&a(a Mo;& de"! 5a u8(e& a !a:a' a $u6 ae!o&7 5A u8(e& no7 aterial usado para el rayado con lima 1 .undido 7lanco 2 .undido Gris 3 +o&re 4 "cero de construcción 5 "sineado A 7roca $ormal > 7roca +o&altada ? 6odamiento @ "cero rápido 1H "cero rápido y duro

=I.

6aya

$o raya

F F F F F F F F F F

Ident"0"a! un o+,eto o m8$u"na dada : o+&e!-a!)

De $u6 mate!"a(e& e&t8 on&t"tu"da : $u6 %a%e( um%(en : %o!$ue e& e&e : no ot!o. Tene! en uenta u&o' %!o%"edade& de( mate!"a(' o&to' e0eto& &o+!e e( med"o am+"ente' e&t6t"a' et.  >???. ?denti#icar un ob%eto o máquina dada y obser$ar de qu" materiales está constituida y  qu" papel cumplen y porque es ese y no otro. Tener en cuenta uso, propiedades del  material, costo, e#ectos sobre el medio ambiente, est"tica, etc. *os dientes de un cuc&aron de una e!ca$adora: *os dientes del cuc&arón son re$estidos y  templados para o#recer un desempe0o a la altura de los estándares internacionales. *os  productos tienen un rendimiento estable, alta resistencia anti1desgaste y alto desempe0o con relación al precio.

=II. Ident"0"a! a $u6 ate4o!/a de mate!"a( 2Meta(' e!8m"o' %o(/me!o' om%ue&to' e(et!n"o3 %e!tenee ada t"%o de (o& &"4u"ente& mate!"a(e&) .undición Gris, /idrio, 7otella de gaseosa(2 tipos), +aucho, "cero, +emento, concreto, una columna de un edificio, diamante, "rena, <ílice, .i&ra de +ar&ón, .i&ra de /idrio, +arrocería

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN - HUACHO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METLALÚRGICA CURSO: ESTRUCTURA DE LOS METALES de un &us, 6esina !pó;ica, +ar&uro de
=III. 

 







=I.

+erámic o

0olímero

;

+ompuesto !lectrónico ;

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;

Con(u&"one& La prue&a de la chispa es más acertada para especificar si el tipo de material que se está clasificando por prue&as como el imán no es suficientemente acertado  " mayor cantidad de car&ono aumenta la intensidad del color tornándose más ro%i*a !l cromo hace que un acero sea ino;ida&le  una de sus características es la chispa más amarilla #e los ensayos reali*ados o&seramos que con la cantidad de chispa emanada al cortar los diferentes tipos de metales con la moladora, podemos sa&er cuánta cantidad de car&ono tiene cada metal La cantidad de car&ono presente en cada metal utili*ado hace que la chispa tenga una forma, longitud y color diferente que aría segn la cantidad de car&ono presente $otamos que en los metales de fundición la chispa es escasa ya que presentan una cantidad mínima de car&ono comparado con el acero

Reomenda"one& $uestro grupo recomienda usar los materiales usando todas las medidas de seguridad respectias como los guantes, los lentes y el mandil !sto para eitar  accidentes en el transcurso del ensayo reali*ado omar enserio y prestar mucha atención a lo que se hace ya que una distracción podría causar accidentes

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