viernes, 21 de noviembre de 2008

REPORTES DE PRECTICA DE LABORATORIO DE COMPRESION Y MODULO DE ELASTICIDAD























































































REPORTES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Tema: MODULO DE ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD

Nombre de alumno: Tony Valladares Ardón

Nº de registro: 0701198900267

INTRDUCCIÓN

A continuación presento en el siguiente informe muestro como se realizan algunos ensayos de laboratorios para encontrar, a través del modulo de Young la elasticidad y plasticidad del acero y el bronce, utilizando una herramienta muy importante como lo es la “Máquina Universal de Ensayos Mecánicos”.

OBJETIVOS

El objetivo principal de este ensayo es, la comprobación del modulo de Young, utilizando como referencia el acero y el bronce.

RECURSOS

Máquina universal de ensayos mecánicos

Un calibrador Vernier (pie de rey)

Una probeta de acero de 30mm de longitud x 10mm de diámetro

Una probeta de bronce de 30mm de longitud x 10mm de diámetro

Tres resortes


TEORIA RELACIONADA

LEY DE HOOCKE
Objetivo:
Encontrar la relación entre la fuerza y alargamiento en un cuerpo elástico.

Fundamento Teórico:
Cuando se aplica una fuerza de tensión a un cuerpo, este cambia sus dimensiones aumentando su longitud. Si al quitar la fuerza de tensión, el cuerpo recupera sus dimensiones originales, se dice que está en la zona elástica o que el cuerpo es elástico.
Cuando el alargamiento del cuerpo elástico es proporcional a la fuerza de tensión se dice que obedece a la ley de Hoocke. Esto, escrito en forma matemática, será:

F (L) = k· (L –Lo)

Donde: F (L) es la fuerza que produce el largo L
L es el largo cuando no hay fuerza aplicada
K se le llama constante elástica o rigidez del cuerpo.

1.-Conocimientos teóricos previos 1.1.-Ley de Hoocke
La fuerza electromagnética básica a nivel molecular se pone de manifiesto en el momento de establecerse contacto entre dos cuerpos. Aparecen fuerzas moleculares que las moléculas de un cuerpo hacen sobre las moléculas del otro, y viceversa. Llamamos normalmente fuerzas de contacto a estas fuerzas, y la vida diaria está llena de ellas: cuerdas, muelles, objetos apoyados en superficies, estructuras, etc.
Cuando a un cuerpo (p. ej., una cuerda) se le aplica una fuerza, normalmente reacciona contra esa fuerza deformadora, dado que tiende a tener una forma estable debido a su estructura molecular. Estas fuerzas de reacción suelen llamarse elásticas, y podemos clasificar los cuerpos según el comportamiento frente a la deformación. Muchos cuerpos pueden recuperar su forma al desaparecer la acción deformadora, y los denominamos cuerpos elásticos. Otros cuerpos no pueden recuperar su forma después de una deformación, y los llamamos inelásticos o plásticos. Evidentemente, un material elástico lo es hasta cierto punto: más allá de un cierto valor de la fuerza deformadora, la estructura interna del material queda tan deteriorada que le es imposible recuperarse. Hablaremos por tanto, de un límite elástico, más allá del cual el cuerpo no recupera la forma, y aún más, de un límite de ruptura, más allá del cual se deteriora completamente la estructura del material, rompiéndose.
Robert Hoocke (1635-1703) estableció la ley fundamental que relaciona la fuerza aplicada y la deformación producida. Para deformaciones que no sean muy grandes, es decir, que no superen el límite elástico, se cumple que:
(1)
En donde F es la fuerza deformadora aplicada y x la deformación relativa.
Es muy frecuente escribir la ley de Hoocke teniendo en cuenta que la fuerza elástica Fe es igual a la aplicada F pero cambiada de signo:
(2)
Ley de elasticidad de Hoocke
En física, la ley de elasticidad de Hoocke o ley de Hoocke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario ε de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F:
Donde δ: alargamiento longitudinal, L: Longitud original, E: módulo de Young o módulo de elasticidad, A: sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite de elasticidad.
Esta ley recibe su nombre de Robert Hoocke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton. Ante el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hoocke lo publicó en forma de un famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par de años más tarde. El anagrama significa Ut tensio sic vis ("como la extensión, así la fuerza")
Ley de Hoocke. Elasticidad y Plasticidad
Los materiales sometidos a tracción tienen un periodo de comportamiento inicial elástico, en el cual los alargamientos que experimenta el material son proporcionales a las fuerzas que los originan. Como ejemplo se ha considerado una varilla cilíndrica, que inicialmente posee una longitud inicial l0, cuando sobre ella no actúa ninguna fuerza, a excepción del peso propio. Al aplicar una fuerza F en su extremo la barra experimenta un alargamiento d. Si la fuerza F aumenta llegará un momento en el cual los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones que producen, sino que se empiezan a producir alargamientos mayores que en el periodo de comportamiento elástico. A esta carga se la conoce como límite de proporcionalidad y este límite es diferente para cada tipo de material.
Cuando en cualquier sección transversal el único esfuerzo resultante es el esfuerzo normal, siendo los demás esfuerzos nulos se dice que la pieza trabaja a TRACCIÓN SIMPLE.
Fue Robert Hoocke quien representó gráficamente en un diagrama fuerza-deformación los valores obtenidos al someter a tracción diferentes materiales. Demostró que antes de llegar a la rotura poseían un intervalo en que las deformaciones eran proporcionales a las fuerzas extensoras.
Si consideramos un material como el acero y representamos sobre el eje de abscisas la deformación unitaria e, es decir el cociente entre la deformación total d y la longitud inicial l0, y en el eje de ordenadas la tensión normal s, es decir la fuerza actuante entre la sección transversal, podemos obtener una gráfica muy similar a la representada en la figura.
No todos los materiales metálicos presentan este tipo de gráfica, en la cual aparece una primera zona recta. Por ejemplo el aluminio si presenta una zona elástica y proporcional, no así el cinc.
En esta representación el valor tg a se le conoce con el nombre de módulo de elasticidad o modulo de Young E que representa la pendiente gráfica en la zona elástica.
En los materiales lineales hay una relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación unitaria. Teniendo en cuenta el gráfico anterior podemos expresar:
En la práctica industrial es habitual convertir la deformación en un porcentaje:
Dada la proporcionalidad existente entre:
Podemos representar otro diagrama: esfuerzo (tensión)-deformación unitaria. Este parámetro es característico de cada material.
Los alargamientos unitarios son proporcionales a los esfuerzos (tensiones) que los producen, siendo la constante de proporcionalidad el módulo elástico del material E.
Unidades: al ser e adimensional las unidades de E son la de la tensión.
Llamaremos límite elástico al punto del gráfico (recta) donde se termina la zona elástica.
La gráfica posee más allá de esta zona otra llamada zona plástica en la que el material retiene una deformación permanente al ser descargada. No existiendo en ella una relación entre esfuerzo y deformación que pueda ser descrita matemáticamente.
La gráfica no continua más allá de un punto para el que la deformación es la máxima que puede soportar el material y donde este se rompe.
Se dice entonces que el material se ha roto, por haber perdió su cohesión interna.
Módulo de elasticidad
Diagrama tensión - deformación: el módulo de elasticidad es la tangente en cada punto. Para materiales como el acero resulta aproximadamente constante dentro del límite elástico.
El módulo de elasticidad o módulo de Young es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si se tracciona una barra, aumenta de longitud, no disminuye. Este comportamiento fue observado y estudiado por el científico inglés Thomas Young.
Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es una constante elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente con base al ensayo de tracción del material.
Módulo de elasticidad
Un hilo metálico sometido a un esfuerzo de tracción sufre una deformación que consiste en el aumento de longitud y en una contracción de su sección.
Supondremos que el aumento de longitud es el efecto dominante, sobre todo en hilos largos y de pequeña sección. Estudiaremos el comportamiento elástico de los hilos, aquél en el que existe una relación de proporcionalidad entre la fuerza F aplicada al hilo y el incremento L de su longitud o bien, entre el esfuerzo F/S y la deformación unitaria L/L0.
Donde S es la sección del hilo S= r2, y Y es una constante de proporcionalidad característica de cada material que se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young.
Representando el esfuerzo en función de la deformación unitaria para un metal obtenemos una curva característica semejante a la que se muestra en la figura.
Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria, estamos en la región elástica. Cuando se disminuye el esfuerzo, el material vuelve a su longitud inicial. La línea recta termina en un punto denominado límite elástico.
Si se sigue aumentando el esfuerzo la deformación unitaria aumenta rápidamente, pero al reducir el esfuerzo, el material no recobra su longitud inicial. La longitud que corresponde a un esfuerzo nulo es ahora mayor que la inicial L0, y se dice que el material ha adquirido una deformación permanente.
El material se deforma hasta un máximo, denominado punto de ruptura. Entre el límite de la deformación elástica y el punto de ruptura tiene lugar la deformación plástica.
Si entre el límite de la región elástica y el punto de ruptura tiene lugar una gran deformación plástica el material se denomina dúctil. Sin embargo, si la ruptura ocurre poco después del límite elástico el material se denomina frágil.
En la figura, se representa el comportamiento típico de esfuerzo - deformación unitaria de un material como el caucho. El esfuerzo no es proporcional a la deformación unitaria (curva de color rojo), sin embargo, la sustancia es elástica en el sentido que si se suprime la fuerza sobre el material, el caucho recupera su longitud inicial. Al disminuir el esfuerzo la curva de retorno (en color azul) no es recorrida en sentido contrario.
La falta de coincidencia de las curvas de incremento y disminución del esfuerzo se denomina histéresis elástica. Un comportamiento análogo se encuentra en las sustancias magnéticas.
Puede demostrarse que el área encerrada por ambas curvas es proporcional a la energía disipada en el interior del material elástico. La gran histéresis elástica de algunas gomas las hace especialmente apropiadas para absorber las vibraciones.
Medida del módulo de elasticidad
En la figura, se muestra el dispositivo experimental. Se emplea un hilo de un metro de longitud dispuesto horizontalmente fijado por un extremo, mientras que el otro pasa por una polea. Del extremo libre se cuelgan pesas de 100 g, 250 g ó 500 g.
Al poner pesas sobre el extremo libre del hilo, el alambre se alarga y la polea gira un ángulo igual a L/r. Siendo r el radio de la polea.
Como el alargamiento L es pequeño, se puede medir mediante una aguja indicadora que marca sobre un sector circular cuyo radio es R=10·r veces el radio de la polea.
Como vemos en la figura, las longitudes de los arcos son proporcionales a los radios, de modo que

El arco s es 10 veces mayor que el alargamiento L.
Ejemplo:
Radio de la sección del hilo, 0.25 mm
Material, Aluminio
Se colocamos 6 pesas de 250 g en el extremo libre del hilo
La fuerza aplicada es F=mg=6·0.25·9.8 N
La lectura en la escala graduada semicircular es s=1.19 cm, que corresponde a una deformación de L=1.19 mm.
El cociente entre el esfuerzo y la deformación es el módulo de Young
Y=6.29·1010 N/m2
Representación gráfica de los datos "experimentales"
A medida que se van colgando pesas en el extremo libre del hilo, en el control área de texto situado a la izquierda del applet se recogen los pares de datos (fuerza que ejercen las pesas en kg, deformación en mm)
Una vez que se ha recolectado suficientes datos, se pulsa el botón titulado Gráfica. Se representa los datos "experimentales"
En el eje vertical la deformación L, en mm
En el eje horizontal se representa el peso m en kg.
En la práctica real se calcula y representa la recta que mejor ajusta a los datos experimentales por el procedimiento de los mínimos cuadrados. En el programa interactivo, se proporciona le valor de la pendiente a de la recta L=a·m . A partir de este dato, se calcula el módulo de Young.
Sea a=L/m la pendiente de la recta en m/kg. El módulo de Young se calcula a partir del valor de la pendiente a
Supongamos que se ha realizado la "experiencia" con un hilo
El radio de la sección del hilo, r=0.25 mm
El material, Aluminio
El programa interactivo calcula la pendiente de la recta a= 7.92·10-4 m/kg. El módulo de Young es, entonces
Actividades
Se introduce
El radio del hilo en mm, en el control de edición titulado Radio
El metal del que está hecho el hilo, en el control de selección titulado Material
El tipo de pesa que cuelga del extremo libre del hilo, activando el botón de radio titulado 100g, 250 g, ó 500 g.
Se pulsa el botón titulado Nuevo
Se arrastra con el ratón la pesa que aparece en la parte inferior derecha del applet, y se engancha en el extremo del hilo, o en la parte inferior de una pesa previamente colocada.
Cuando se han colgado varias pesas (hasta un máximo de 10) se pulsa el botón titulado Gráfica. A partir del dato de la pendiente de la recta, se calcula el módulo de Young
Se pulsa el botón titulado Respuesta, para comparar el valor del módulo de Young calculado con el del material seleccionado.
Resortes
Los resortes se usan para pesar objetos en las básculas, para almacenar energía mecánica, como en los relojes de cuerda; también se emplean para absorber impactos y reducir vibraciones, como los empleados en las suspensiones de un automóvil. La forma concreta de un resorte depende de su uso; de hecho las condiciones de servicio de los resortes son muchas veces extremadamente severas, sea por las cargas y tipos de esfuerzos que irán a soportar, sea debido a las temperaturas, medios corrosivos, vibración, etc., a que pueden estar sujetos. Consideramos generalmente dos tipos de resortes: helicoidales o en espiras y resortes semielípticos ; los primeros comprenden las siguientes subdivisiones:

RESORTES DE COMPRESION


Son de bobina o espira abierta, destinados a soportar esfuerzos de compresión y choque, propiedad esta que les permite disminuir su volumen cuando se aumenta la presión ejercida sobre ellos, convirtiéndose en los dispositivos de almacenamiento de energía disponibles más eficientes; representan la configuración más común utilizados en el mercado actual.Su fabricación se realiza a partir de alambre redondo, y sus formas pueden ser: cilíndrica, de barril cónico, convexo y otros tipos de perfil.



RESORTES DE EXTENSION


Se caracterizan por ser de bobina o espira cerrada, destinados a soportar esfuerzos de tracción cuando son sometidos a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen, pueden usarse multitud de configuraciones y longitud del gancho, donde las vueltas unidas suministran la tensión inicial en el resorte para ayudar a manipular la carga y la velocidad.Sus aplicaciones varían desde pequeños equipos médicos hasta resortes de frenos para maquinaria pesada o automotores.



RESORTES DE TENSION


Sus espiras son por lo general cerradas, están destinados a soportar esfuerzos laterales o deformación helicoidal cuando se le aplica un par de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario, ofrecen resistencia a la aplicación de torque externo. RESORTES DE TORSION
Los resortes de torsión de tipo especial incluyen los de doble torsión y los que tienen un espacio entre las vueltas para minimizar la fricción.
DESCRIPCION DEL PROCESO DEL ENSAYO DE COMPRESION

El proceso comienza de la siguiente manera:

Colocando la probeta de acero en la maquina universal de ensayos mecánicos de una manera centrada.

Uno de los integrantes del grupo se colocará frente al medidor de la máquina, para tomar la lectura del ensayo de compresión.

El otro compañero observará con detención lo que sucede al momento de aplicarle la fuerza.

Ya con la maquina encendida, se le aplica la fuerza y la misma máquina nos dará la lectura de la ruptura de la probeta.

Después de que se dé la ruptura, el compañero que estaba observando el lector de carga, tomará nota de la carga que se le aplico.

DESCRIPCION DEL PROCESO DEL ENSAYO DE COMPRESION
RESORTES

El proceso de este ensayo es igual que el del bronce, y comienza de la siguiente manera:

Colocando la probeta de bronce en la maquina universal de ensayos mecánicos de una manera centrada.

Uno de los integrantes del grupo se colocará frente al medidor de la máquina, para tomar la lectura del ensayo de compresión.

El otro compañero observará con detención lo que sucede al momento de aplicarle la fuerza.

Ya con la maquina encendida, se le aplica la fuerza y la misma máquina nos dará la lectura de la ruptura de la probeta.

Después de que se dé la ruptura, el compañero que estaba observando el lector de carga, tomará nota de la carga que se le aplico.

Es importante recalcar que en el ensayo del acero no tuvo una ruptura, mientras que el bronce si tuvo una ruptura.
CONCLUSIONES

Con estos ensayos podemos concluir:

Que con los ensayos de compresión que realizamos, podemos demostrar cómo se cumple el módulo de elasticidad.

Que con el modulo de de elasticidad podemos comprobar cuan elástico es un metal.

Que todos los materiales tienen una elasticidad diferente debido a su estructura molecular.

RECOMENDACIONES

Utilizar gafas, para evitar que cuando se esté haciendo el ensayo salgamos dañados por algún pedazo de la probeta.

Estar atentos a la lectura de la maquina universal de ensayos mecánicos
Tener el debido cuidado al manipular la maquina.

BIBLIOGRAFIA
WIKIPEDIA.
RESORTE.COM
www.arqhys.com/construccion
Leydehoock/wikipediaenciclopedialibre








viernes, 14 de noviembre de 2008

LABORATORIO DE REVENIDO







REPORTES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Tema: Laboratorio de revenido

Nombre de alumno: Tony Valladares Ardón

Nº de registro: 0701198900267

INTRODUCCIÓN

A continuación en el presente informe, detallo lo que es el Revenido, que es un proceso que se realiza después del temple y sirve para disminuir la dureza de los aceros.

OBJETIVOS

Realizar en el laboratorio un ensayo de revenido.

Hacer un ensayo tomando en cuenta el tipo de acero que vamos a revenir.

RECURSOS

Un horno de tratamientos térmicos o de Mufla

Agua

Aceite

Tenazas

Abrasivos (lija)

Una segueta

Una probeta (pedazo de varilla de construcción)


TEORIA RELACIONADA
Revenido es calentar una pieza de acero que ya esta templada y a continuación enfriarla bruscamente. Al aumentar la temperatura del revenido, disminuye la dureza de, la resistencia a la tracción y el limite de la fluencia de un acero templado, mientras que aumenta el alargamiento y la resistencia de resiliencia.

Tratamientos térmicos

Es calentar y enfriar un metal en su estado solido bajo condiciones controladas, con el propósito de mejorar sus propiedades mecánicas. En el tratamiento térmico o interior se alteran por completo las propiedades en todo el metal. Se utiliza para aumentar la dureza y resistencia, para eliminar tensiones internas, para aumentar ductivilidad, tenacidad y blandes, para refinar la estructura del queno y para obtener otras propiedades físicas y mecánicas.
Revenido

El revenido es un tratamiento térmico que sigue al de templado del acero. Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por deformación en frío. Mejora las características mecánicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, esto será tanto más acusado cuanto más elevada sea la temperatura de revenido.
DESCRIPCION DEL PROCESO

Con la segueta, se corta un pedazo de varilla de construcción, que servirá como probeta para el ensayo de temple.

Se enciende el horno, colocando las agujas del regulador de temperatura a 300°C de temperatura.

Se coloca papel periódico en el piso para evitar cualquier derrame de aceite en el.

Se deja que el horno tenga un precalentado de unos 25 °C, para introducir la probeta dentro del horno.

Ya pasada esta temperatura, se abre el horno y se introduce la probeta en el horno y se espera que el horno alcance la temperatura.

Cuando el horno llegue la temperatura requerida se apaga y se abre el mismo para sacar la probeta y proceder a enfriarla.

Al sacar la probeta del horno se hace un una tenaza larga para no tener ningún tipo de accidente.

Se sumerge la probeta en el agua o de lo contrario en aceite como fue en mi caso, para ver qué
tipo de temple fue el que se le dio.

Al sumergir la probeta dentro del aceite el enfriamiento fue de más larga duración, pero se lograron obtener los datos que se querían.

Al enfriar la pieza, nos fuimos de inmediato a la prensa para realizar la prueba de temple utilizando la segueta para cortar un pedazo de la probeta y así comprobar que el ensayo fue un éxito.
CONCLUSIONES
Con el ensayo del laboratorio de temple podemos concluir que:
El revenido es un tratamiento térmico que sirve para disminuir la dureza de los aceros.
El revenido es muy eficaz para hacer que los aceros pierdan esa fragilidad que les da el temple.
Que el temple se realiza calentando el acero a más de 220°C y luego enfriándola bruscamente con agua, aceite, salmuera, cal o arena, etc.
RECOMENDACIONES

Antes de de sacar la probeta del horno, se debe colocar periódico en el piso para no derramar aceite sobre el piso.

Tener cuidado al sacar la probeta del horno para no sufrir ningún accidente.
CONCLUSIONES
Con el ensayo del laboratorio de temple podemos concluir que:
El revenido es un tratamiento térmico que sirve para disminuir la dureza de los aceros.
El revenido es muy eficaz para hacer que los aceros pierdan esa fragilidad que les da el temple.
Que el temple se realiza calentando el acero a más de 220°C y luego enfriándola bruscamente con agua, aceite, salmuera, cal o arena, etc.
RECOMENDACIONES

Antes de de sacar la probeta del horno, se debe colocar periódico en el piso para no derramar aceite sobre el piso.

Tener cuidado al sacar la probeta del horno para no sufrir ningún accidente.

BIBLIOGRAFIA
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
WIKIPEDIA.

martes, 11 de noviembre de 2008

LABORATORIO DE TEMPLE






















REPORTES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Tema: Montaje de Probeta
Nombre de alumno: Tony Valladares Ardón
Nº de registro: 0701198900267
INTRDUCCIÓN
A continuación en el siguiente informe, detallo el proceso del cómo se realiza el Temple, que es un tratamiento térmico, el cual sirve para hacer más duro los aceros por medio del calentamiento de los aceros y luego enfriándolos bruscamente en agua, aceite, arena, salmuera, cal, etc.
OBJETIVOS
Realizar en el laboratorio un ensayo de temple.
Comprobar las distintas formas que existen para enfriar el acero, para realizar un temple.
Hacer un ensayo tomando en cuenta el tipo de acero que vamos a templar.
RECURSOS
Un horno de tratamientos térmicos o de Mufla
Agua

Aceite

Tenazas

Abrasivos (lija)

Una segueta

Una probeta (pedazo de varilla de construcción)
Teoría relacionada

Temple
El proceso de endurecimiento del acero consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada. El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad. El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 790 y 830 °C, lo cual se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza brillante. Cuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, lo que produce una estructura de grano fino llamada austenita. Cuando se enfría la austenita de manera brusca con agua, aceite o aire, se transforma en Martensita, material que es muy duro y frágil.
Temple (con revenido)

Después que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior generada por el proceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura =) adecuada (ver tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.
Temple del Acero

LOS ARTESANOS, los aficionados, y los estudiantes en los talleres de aprendizaje, quienes gustan de construir sus propios instrumentos. necesitan conocer bien los métodos para endurecer y templar el acero de herramienta. En general, existen tres pasos en el procedimiento. El primero, consiste en el destemple, a fin de mejorar la condición física del acero y aliviar las tensiones que tal vez se hayan originado en el metal con los procedimientos de laminado y forjadura. Esto usualmente se hace calentando el metal hasta que adquiere un color rojo mate y dejándolo enfriar después gradualmente. El próximo paso estriba en calentar el metal a temperaturas comprendidas dentro de la gama crítica en la que se producen cambios en el contenido de carbono. Observe en la tabla de la derecha que estas temperaturas varían con el contenido de carbono del metal. También observe la relación de la temperatura y el color, como se expresa en la tabla central. Cuando no se dispone de un horno equipado con pirómetro, hay que depender de la interpretación del color que adquiere el metal, para determinar cuándo debe enfriarse en el baño endurecedor, que usualmente es de agua fría o aceite, lo que depende del grado de dureza deseado y de otros factores. El paso final del método consiste en templar el acero a la dureza y tenacidad deseadas para la tarea que se va a realizar. Esto, a menudo, se denomina regulación del temple, y se hace recalentando y enfriando el metal en aceite o agua, mediante el método de colores.

Los tratamientos térmicos son combinaciones de calentamiento y enfriamientos a tiempos determinados aplicados a un metal o aleación en estado sólido con el fin de modificar propiedades de acuerdo a las condiciones de uso. Los tratamientos térmicos tienen como objetivo el estudio del efecto de la composición, temperatura, tamaño de grano y atmósfera del horno de calentamiento, sobre la microestructura y dureza de los aceros.

Todos los procesos básicos de tratamientos térmicos para los aceros incluyen la transformación o descomposición de la austenita. La naturaleza y la apariencia de estos productos de transformación determinan las propiedades físicas y mecánicas de cualquier acero.
El primer paso en el tratamiento térmico del acero es calentar el material a alguna temperatura en o por encima del intervalo crítico para formar austenita. En la mayoría de los casos, la rapidez de calentamiento a la temperatura deseada es menos importante que otros factores en el ciclo de tratamiento térmico. Los materiales altamente forzados producidos por trabajado en frío deben calentarse mas lentamente que los que se haya libres de esfuerzos para evitar distorsión. Se puede considerar la diferencia en temperatura que tiene lugar dentro de las secciones gruesas y delgadas de artículos de sección transversal variable y, siempre que sea posible, se debe tomar alguna medida para ser más lento el calentamiento de las secciones más delgadas, de tal modo que sea posible minimizar el esfuerzo térmico y distorsión. Por lo general se hará menos daño al acero al utilizar una rapidez de calentamiento tan lenta como sea práctico.

Primero, definiremos lo que es Temple y Revenido. Ambos son tratamientos térmicos en aceros, el Temple es un calentamiento desde la zona austenítica, (no se puede templar aceros con bajo contenido carbono < 0.15% C ), y seguido de un enfriamiento acelerado, la velocidad de enfriamiento depende del tipo de acero y depende del medio refrigerante. La alta velocidad de enfriamiento no permite la difusión del carbono, para formar ya sea ferrita o ferrita más carburo o también carburo proeutectoide, lo que implica que no hay tiempo para la transformación de austenita ferrita o austenita a cementita. Entonces se forma una estructura tetragonal sobre saturada en carbono, por lo tanto el carbono queda atrapado en esta estructura tetragonal centrada en el cuerpo llamada Martensita.
Templado del acero.

El acero se somete a un tratamiento térmico para aumentar su dureza, tenacidad y resistencia a esfuerzos, este es conocido como temple. Esto se lleva a cabo calentándole acero a una temperatura aproximada de 915 grados Celsius en donde la ferrita es convertida en austenita y se enfría la masa metálica rociándola con agua, aceite u otro fluido. Este tratamiento térmico disminuye y afina el tamaño del grano de la alineación de acero. El temple se puede dividir en dos: El que se templa la totalidad de la pieza, incluyendo su núcleo.
El que solo templa su superficie externa, es también llamada temple por inducción, deja blando el núcleo para que sea más flexible. Existen varios factores que pueden influir sobre el temple como son: la temperatura y el tiempo de calentamiento de la pieza, la velocidad de enfriamiento y los líquidos donde se enfría la pieza para prevenir agrietamientos y tensiones interna, etc. Entre sus características se distinguen: su rápido enfriamiento, el agrietamiento de la pieza si el temple es muy energético, el acero es mas duro y resistente, el tratamiento más importante que se realiza es el tratamiento térmico.

Este es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento generalmente rápido para conseguir dureza y resistencia mecánica del acero
Se realiza a temperaturas muy elevadas, de unos 1,250 ºC cercanas a la del punto de fusión. Se enfría rápidamente para evitar impurezas
El medio de enfriamiento más adecuado son: aire aceite, agua, baño de plomo, baño de mercurio y baño de sales fundidas.
El templar a un acero no se refiere que obtendrá la máxima dureza que pueda lograr sino también depende del contenido del carbón que tenga la pieza.
Temple de precipitación:
Este se utiliza principalmente en la aleaciones de aluminio, manganeso y cobre la dureza que obtiene es por medio de un compuesto químico que pone en tensión los cristales y los endurece, este va obteniendo la dureza mediante se en fría por la precipitación (aceleración) químico.
Se genera a través de una sustancia ejemplo la cabeza de un cincel se hace con una sustancia que lo hace más resistente a golpes. El endurecimiento de esta tipo de material se va logrando con la precipitación de la sustancia.


Temple de martensítico:

Este se aplica en los aceros debe su nombre al duro obtenido en este temple que es el Martensita que consta de hierro alfa sobresaturado de carbono este distorsiona los cristales del hierro alfa y los pone en tensión por eso los endurece.
El termino Martensita se debe a que esta sobresaturado de carbón
Tratamiento Temperatura °C Medio de Enfriamiento
Forja 900/1200 Arena seca / Aire
Normalizado 870/930 Aire
Recocido 860/890 Horno / Aire
Cementación 900/925 Horno / Aceite
Temple capa cementada 840/870 Aceite
Revenido capa cementada 150/200 Aire

Descripción del proceso

Con la segueta, se corta un pedazo de varilla de construcción, que servirá como probeta para el ensayo de temple.
Se enciende el horno, colocando las agujas del regulador de temperatura a 700 °C de temperatura.
Se coloca papel periódico en el piso para evitar cualquier derrame de aceite en el.

Se deja que el horno tenga un precalentado de unos 200 °C, para introducir la probeta dentro del horno.

Ya pasada esta temperatura, se abre el horno y se introduce la probeta en el horno y se espera que el horno alcance la temperatura.

Cuando el horno llegue la temperatura requerida se apaga y se abre el mismo para sacar la probeta y proceder a enfriarla.
Al sacar la probeta del horno se hace un una tenaza larga para no tener ningún tipo de accidente.

Se sumerge la probeta en el agua o de lo contrario en aceite como fue en mi caso, para ver qué tipo de temple fue el que se le dio.

Al sumergir la probeta dentro del aceite el enfriamiento fue de más larga duración, pero se lograron obtener los datos que se querían.

Al enfriar la pieza, nos fuimos de inmediato a la prensa para realizar la prueba de temple utilizando la segueta para cortar un pedazo de la probeta y así comprobar que el ensayo fue un éxito.
CONCLUCIONES

Con el ensayo del laboratorio de temple podemos concluir que:

El temple es un tratamiento térmico que es muy utilizado en la industria para endurecer los aceros y hacerlos con la mejor calidad.

Que el temple sirve para mejorar y aumentar la dureza de los aceros.

Que el temple se realiza calentando el acero a más de 790°C y luego enfriándola bruscamente con agua, aceite, salmuera, cal o arena.
Que el temple aumenta la dureza, la tenacidad y otras propiedades de los aceros.
RECOMENDACIONES

Antes de de sacar la probeta del horno, se debe colocar periódico en el piso para no derramar aceite sobre el piso.

Tener cuidado al sacar la probeta del horno para no sufrir ningún accidente.

Bibliografía

www.mimecanicapopular.com/vernota.php?n=498 - 23k –
html.rincondelvago.com/metalurgia_tratamientos-termicos.html - 36k –
www.arqhys.com/construccion/acero-templado.html - 38k -
www.mitecnologico.com/Main/TempleTratamientoTermicoAcero - 12k -

viernes, 7 de noviembre de 2008

TRATAMIENTOS TERMICOS




El Tratamientos Térmico consiste en realizar ciclos de calentamientos y enfriamientos con la finalidad de modificar las Propiedades Mecánicas de los aceros. El Acero es un material metálico compuesto principalmente por hierro, mezclado con carbono en una proporción que puede variar entre el 0,03 y el 2 por ciento. También se añaden otros elementos como silicio, níquel, volframio, vanadio o molibdeno, para configurar los aceros de aleación. Si el acero tiene poco carbono (hasta 0,2 por ciento) se dice que es un acero dulce, porque resulta muy maleable. Cuanto más carbono tenga, el acero se endurece y adquiere mayor tenacidad. En función de los elementos de un acero de aleación, se consigue variar sus propiedades, y hacerlo más resistente a la compresión y a la torsión (con cromo y vanadio); muy duro y resistente al desgaste (con manganeso) o con gran resistencia a la corrosión (aceros con níquel). Pero para variar sus características también se utilizan tratamientos térmicos, como el templado (calentar a elevadas temperaturas y enfriar bruscamente en agua o aceite, con lo que el acero se vuelve muy duro) o el revenido (regula la dureza del acero con la temperatura de recalentamiento).

Temple-Revenido

El temple se realiza mediante un calentamiento del material a temperatura de austenización para lograr la transformación de la ferrita a en austenita?La austenita por un enfriamiento rápido posterior se transforma en Martensita.El elevado incremento de dureza que se alcanza se debe a la gran distorsión que los átomos de carbono provocan en la red del hierro (Fe a), al quedar los átomos de carbonos retenido en la solución sobresaturada de ferrita. El revenido nace como tratamiento secuencial y adicional del temple, que facilita la desaparición de las tensiones, descompone parte de la Martensita, y disminuye la distorsión de la red de ferrita en tanto mayor grado en cuanto mayor sea la temperatura y el tiempo de revenido.Generalmente, más intenso es el revenido, más aumenta la tenacidad pero disminuye la resistencia mecánica y la dureza. Mejora de las propiedades a través del tratamiento térmico Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particular de los aceros, reside en la composición química de la aleación que la forma y el tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Los tratamientos térmicos modifican la estructura cristalina que forman los aceros sin variar la composición química de los mismos.Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composición química se llama polimorfismo y es la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamente el poliformismo es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una única composición química, el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono. La α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad en un elemento químico puro se denomina alotropía

DIAGRAMA HIERRO CARBONO









DIAGRAMA HIERRO CARBONO
(Fe-C) La adición de elementos de aleación al hierro influye en las temperaturas a que se producen las transformaciones alotrópicas. Entre estos elementos, el más importante es el carbono. El diagrama hierro-carbono, aun cuando teóricamente representa unas condiciones metastables, se puede considerar que en condiciones de calentamiento y enfriamiento relativamente lentas representa cambios de equilibrio. En el diagrama aparecen tres líneas horizontales, las cuales indican reacciones isotérmicas. La parte del diagrama situada en el ángulo superior izquierdo de la figura se denomina región delta. En ella se reconocerá la horizontal correspondiente a la temperatura de 1493 ºC como la típica línea de una reacción peritéctica. La ecuación de esta reacción puede escribirse en la forma. La máxima solubilidad del carbono en el hierro delta (de red cúbica centrado en el cuerpo) es 0,10 % de C, mientras que el Fe gamma (de red cúbica centrado en las caras) disuelve al carbono en una proporción mucho mayor. En cuanto al valor industrial de esta región es muy pequeño ya que no se efectúa ningún tratamiento térmico en este intervalo de temperaturas. La siguiente línea horizontal corresponde a una temperatura de 1129 ºC, esta temperatura es la de solidificación del eutéctico. y la reacción que en ella se desarrolla es: La mezcla eutéctica, por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperatura ambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformación durante el enfriamiento. La última línea horizontal, se presenta a los 722 ºC, esta línea corresponde a la temperatura de formación del eutectoide, y al alcanzarse en un enfriamiento lento la fase gamma debe desaparecer. La ecuación de la reacción eutectoide que se desarrolla puede expresarse por: En función del contenido de carbono suele dividirse el diagrama de hierro-carbono en dos partes: una que comprende las aleaciones con menos del 2 % de carbono y que se llaman aceros, y otra integrada por las aleaciones con más de un 2 % de carbono, las cuales se llaman fundiciones. A su vez, la región de los aceros se subdivide en otras dos: una formada por los aceros cuyo contenido en carbono es inferior al correspondiente a la composición eutectoide (0,77 %C) los cuales se llaman aceros hipoeutectoides, y la otra compuesta por los aceros cuyo contenido se encuentra entre 0,77 y 2 %, y que se conocen por aceros hipereutectoides. --------------------------------------------------------------------------BIBLIOGRAFÍA 73.72 A95 1966Titulo Introducción a la metalurgia física / Sydney H, AvnerAutor Abner, Sydney HPie de imprenta México: McGraw-Hill, 1966GENClasificación 669 H43Titulo Metalurgia especial: el aluminio y sus aleaciones, el magnesio y sus aplicaciones / Jean Hereguel.Autor Herenguel, JeanPie de imprenta Bilbao: URMO, 1976Bibliografía"Apuntes para el Laboratorio de Pruebas No Destructivas". UPIICSA-IPN, Academia de Laboratorio de Control de Calidad, México D.F., 2002• Callister, W.D. (1997), Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales, Barcelona: Editorial Reverté, S.A. 84-291-7253X. • Smith, W.F. (1992), Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales, McGraw-Hill / Interamericana de España, S.A. 84-7615-940-4. • Shackelford, J.F. (2005), Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros, Pearson Alhambra. 84-205-4451-5.

COMPOCISION DEL ACERO







COMPOSICION DEL ACERO
Acero es una aleación de hierro y carbono que contiene otros elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria metalmecánica.Los otros principales elementos de composición son el Cromo, Tungsteno, Manganeso, Níquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo. Estos elementos, según su porcentaje, ofrecen características específicas para determinadas aplicaciones, como herramientas, cuchillas, soportes, etc.
PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO
Resistencia al desgaste.
Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad.
Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad.
Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza.
Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre. TRATAMIENTOS
TERMICOS DEL ACERO
El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales esta creado. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido. Temple. El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etc. Revenido. Es un tratamiento habitual a las piezas que han sido previamente templadas. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento. Recocido. Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. TRATAMIENTOS
TERMO QUIMICOS DEL ACERO
En el caso de los tratamientos térmicos, no solo se producen cambios en la Estructura del Acero, sino también en su COMPOSICION QUIMICA, añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento. Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas.Cementación. Mediante este tratamiento se producen cambios, en la composición química del acero. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. Nitruración. Este tratamiento Termoquímico busca endurecer superficialmente un acero con nitrógeno, calentándolo a temperaturas comprendidas entre 400-525ºC, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.

PULIDO FINO DE LA PROBETA, ATAQUE Y ENSAYO MICROSCOPICO





REPORTES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Tema: Pulido fino y ensayo microscópico
Nombre de alumno: Tony Valladares Ardón
Nº de registro: 0701198900267
INTRDUCCIÓN
A continuación presento en el siguiente informe, el procesó de pulido y el ensayo metalográfico de la probeta que se esta analizando, con sus respectivos pasos.
OBJETIVO
Mostrar el procedimiento exacto, de como se prepara una probeta, para el análisis de una probeta a través del microscopio y de cómo se ve la estructura del acero por medio del mismo.
RECURSOS
Una pulidora de disco
Alúmina
Un microscopio
Nital (reactivo)
Un transformador
Paños de mesa de billar
Biquer
Teoría relacionada
La metalografía microscópica estudia las características estructurales y de constitución de los productos metalúrgicos con la ayuda del microscopio metalográfico, para relacionarlos con sus propiedades físicas y mecánicas. La parte más importante de la metalografía es el examen microscópico de una probeta pulida y atacada empleando aumentos que con el microscopio óptico oscilan entre 100 y 2000X.El examen microscópico proporciona información sobre la constitución del metal o aleación, pudiéndose determinar características tales como forma, tamaño, y distribución de grano, inclusiones y microestructura metalográfica en general. La microestructura puede reflejar la historia completa del tratamiento mecánico o térmico que ha sufrido el metal.La preparación defectuosa de las probetas puede arrancar las inclusiones importantes, destruir los bordes de grano, revenir un acero templado o en general, originar una estructura superficial distorsionada que no guarda ninguna relación con la superficie representativa y características del metal.El análisis metalográfico comprende las siguientes etapas:1. Selección de la muestra.2. Toma o corte de la muestra.3. Montaje y preparación de la muestra.4. Ataque de la muestra.5. Análisis microscópico.6. Obtención de microfotografías o video grabaciones.La elección de la muestra o localización de la parte que va a ser estudiada debe hacerse de tal modo que represente todo el metal o puede ser el sitio de la falla de una pieza o el límite entre una soldadura y el metal base.El tamaño óptimo de la probeta debe ser tal que pueda sostenerse con la mano durante su preparación, (una pulgada de diámetro por una pulgada de altura).El corte de la probeta puede realizarse con seguetas, cortadora de cinta o disco abrasivo, teniendo la precaución de evitar el calentamiento que puede ocasionar alteraciones estructurales, por lo tanto no es conveniente realizar el corte de la muestra con soplete oxiacetilénico.Un caso extremo es el corte de probetas de plomo, que debe realizarse con sierras-cintas para evitar el empaste de los dientes de la segueta y el calentamiento excesivo.Cuando sólo se dispone de pequeñas partes o grismas del metal tales como alambres, tornillos, hilos y chapas de secciones delgadas es necesario montarlos en un material adecuado o sistema de sujeción que haga posible su manejo durante la preparación.El montaje de estas muestras se hace en materiales plásticos sintéticos como bakelita, lucite, o acrílico isotérmico que después del moldeo son relativamente duros y resistentes a la corrosión y no causan empastamiento de los papeles abrasivos durante el desbaste y pulido.El montaje consiste en comprimir un plástico fundido sobre la muestra metálica y dejar enfriar el sistema bajo presión hasta la solidificación del plástico o resina sintética.La preparación de la probeta consiste en el desbaste y el pulido.El desbaste es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efectúa en una desbastadora de cinta rotativa o sobre papeles abrasivos de diferentes grados, colocados sobre discos giratorios.Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior, teniendo siempre el cuidado de lavar la probeta con agua abundante. Se aconseja pasar la probeta por toda la serie de abrasivos:150, 220, 280, 320, 400, 500, y 600, pues eliminar algún abrasivo retarda la operación en vez de acelerarla.Una presión excesiva sobre el papel abrasivo puede causar rayas profundas y difíciles de eliminar posteriormente, además se provoca una distorsión intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta distorsión no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante técnicas adecuadas de desbaste y pulido.Conviene emplear un papel nuevo para cada probeta, los papeles usados se emplean para finalidades específicas porque sus partículas abrasivas desgastadas tienden a producir distorsión del metal superficial, además si sobre un papel se ha desbastado un acero templado, pueden quedar sobre él partículas muy finas y producir rayas profundas y anchas al emplearlo después para preparar un material blando como latón o aluminio.También debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscópio.Al final del desbaste, deben lavarse con agua abundante tanto las probetas como las manos del operador para evitar que las partículas del abrasivo o del metal en la etapa del desbaste pase a las pulidoras lo cual los haría inservibles, además en algunos tipos de aleaciones como las de aluminio, la corriente de agua evita el ennegrecimiento de la superficie.El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la última operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a espejo.El éxito del pulido y el tiempo empleado en la operación, depende en gran parte del cuidado con que se haya realizado el desbaste. Si una probeta tiene rayas profundas que no se han eliminado en las últimas operaciones de desbaste, no podrán ser eliminadas durante el pulido con pérdida de tiempo y trabajo.La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta sobre un paño embebido con una suspensión de abrasivo y fijado a un disco que gira accionado por un motor.Como paños pueden emplearse el paño de billar, el raso, la seda, el terciopelo, y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal, Kanvas, Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensión acuosa de alúmina, óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de magnesio, o para materiales muy duros una suspensión de polvo de diamante en aceite mineral. El tamaño de la partícula abrasiva en suspensión oscila entre 100 y algunas décimas de micrón. Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior perfectamente pulida y su velocidad de giro entre 250 y 500 r.p.m.La presión a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleación y debe disminuirse a medida que avanza el pulido, deberá ser tal que se logre hacer desaparecer en unos pocos minutos las rayas del último papel (600) cuidando de no excederse en la presión por el peligro de desgarramiento del paño.Durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco.Debe lavarse la probeta en un chorro de agua caliente, secar con la ayuda de un secador, sin tocar la cara pulida, enjuagarla con alcohol y secarla finalmente con aire seco o caliente. Observar en el microscópio a 100 aumentos; si persisten las rayas provenientes del desbaste en el último papel, continuar con el pulido en la forma ya descrita, todo el tiempo que sea necesario para que éstas desaparezcan.La combinación adecuada de estas variables, permitirá alcanzar un óptimo pulido, aunque difícilmente se logre evitar algo de distorsión; para eliminar esta última, no queda otro recurso que el de ataque y pulido alternados.La observación microscópica de la probeta pulida permite reconocer la presencia de inclusiones no metálicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, óxidos, microporosidades. Microgrietas, y grafito.Antes de atacar la probeta debe desengrasarse con alcohol y secarse con aire frío o caliente.Para el ataque, se toma la probeta con la pinza y se sumerge con la cara pulida hacia abajo en el reactivo de ataque contenido en el cristalizador. Se tiene la probeta sumergida un segundo, se extrae, se lava con alcohol, se seca y se observa al microscopio, se registra el campo observado a diferentes aumentos. Se vuelve a pulir y se repite la operación descrita anteriormente manteniendo sucesivamente la probeta sumergida durante 2, 10, 20, 40 y 80 segundos, registrando el campo observado después de cada ataque. Mediante el ataque es posible poner de manifiesto el tamaño, forma y distribución del grano (fases o microconstituyentes), las heterogeneidades en la estructura y las segregaciones. Algunos de los reactivos de ataque son los siguientes:Acido pícrico (picral)4 g. de ácido pícrico cristalizado,100 cm3, de alcohol etílico al 95%Utilizable con todos los aceros aleados, aceros especiales y fundición gris, así como para estructuras particularmente finas. Oscurece la martensita, el ataque se prolonga desde 10 segundos hasta unos cuantos minutos, si se desea un ataque más lento, se sustituye el alcohol etílico por el amílico.Acido nítrico (nital)4 cm3 de ácido nítrico concentrado (d= 1,4)100 cm3, de alcohol etílico al 95%Resalta los diversos constituyentes estructurales y el contorno de los granos de los aceros no aleados. Pone en manifiesto las uniones de los granos de ferrita, la perlita se ennegrece y la cementita se mantiene blanca.Agua regia glicerinada10 cm3 de ácido nítrico concentrado (d = 1,4)30 cm3 de ácido clorhídrico (d = 1,19)30 cm3 de glicerina bidestiladaPone de manifiesto las estructuras de los aceros especiales resistentes al calor y a la corrosión y de las aleaciones de Ni-Cr. Puede calentarse la probeta en agua hirviendo y también puede utilizarse el agua regia caliente.Picrato sódico2 g de ácido pícrico cristalizado100 cm 3 de solución acuosa de hidrato sádico a 25%Descubre la cementita y los carburos complejos en los aceros especiales.Debe usarse la solución recién preparada e hirviendo.La duración del ataque es de unos 5 a 10 minutos.Ferricianuro potásico alcalino10 g. de ferricianuro potásico10 g. de hidrato sódicolOO cm3, agua destilada.Destaca los carburos en los aceros rápidos y en los especiales resistentes al calor y la corrosión. Se utiliza recién preparada y normalmente hirviendo, la duración del ataque es de unos 5 a 10 minutos.Ácido fluorhídrico0,5 cm3 de ácido fluorhídrico al 40%99,5 cm3, de agua destilada.Reactivo de uso general para mostrar la microestructura del acero. Se aplica frotando con algodón hidrófilo durante unos 15 segundos.Ácido sulfúrico20 cm3, de ácido sulfúrico (d = 1,84)80 cm3, de agua destilada.Pone de manifiesto los compuestos conteniendo hierro. Se aplica sumergiendo la probeta durante 30 segundos en el reactivo a 700C, y enfriando bruscamente en agua.Reactivo tríacido1 cm3, de ácido fluorhídrico al 40%1,5 cm3, de ácido clorhídrico (d = 1.19)2,5 cm3, de ácido nítrico (d = 1,41)95 cm5. De agua destilada.Descubre los granos de las aleaciones conteniendo cobre y de las aleaciones A1-Zn-Mg. Es muy adecuado para aleaciones tipo duraluminio y para ver la difusión del cobre en los enchapados. Se aplica por inmersión durante 5 a 20 segundos. Después del ataque se lava con agua caliente y se seca a chorro de aire. No debe eliminarse el depósito formado sobre la superficie.Ácido fosfórico40 cm3, de ácido fosfórico a 75%60 cm3, de agua destilada.Pone en evidencia la microestructura del aluminio en las aleaciones Al-Mg y las Al-Zn-Mg elaboradas plásticamente. Se aplica por inmersión durante 3 a 10 minutos.Para el ataque del cobreSolución al 10% de persulfato amónicoSolución al 3% de agua oxigenada y amoníaco concentrado.Solución al 10% de ácido nítrico.Para bronces y latones50 cm3, de ácido clorhídrico;5 g. de percloruro de hierrolOO cm3, de agua destilada.Reactivo al ácido nítrico50 cm3, de ácido nítrico25 cm3, de ácido acético glacial25 cm3 , de agua destilada.Apropiado para el bronce de aluminioEl microscopio metalográfico está formado por: Banco óptico, aparato para la iluminación de la probeta, objetivo, ocular para la observación directa y cámara fotográfica; el principio de funcionamiento es análogo al microscopio de Le Chatelier, con un arreglo tal que permite observar la luz reflejada por la superficie opaca del metal.El aumento total (X) del microscopio, está dado por el producto del aumento del ocular y el aumento del objetivo.En el microscopio Neophot-2:Aumento del objetivo: 8X 1OX 12.5X 16X 20XAumento del ocular: 2.5X 6.3X 12.5X 16X 25X 40X 50X 100XPulir y atacar probetas de:-Acero 1020 y 1060 AISI bonificado.-Fundición de hierro gris, nodular y blanco.-Aluminio y bronce.UN ENSAYO DE METALOGRAFÍA SE REALIZA CON EL FIN DE OBTENER TODA LA INFORMACIÓN QUE ES POSIBLE ENCONTRAR EN LA ESTRUCTURA DE LOS DIFERENTES MATERIALES. ESTE ENSAYO SE REALIZA CON LA AYUDA DE UN MICROSCOPIO EN DONDE SE OBSERVA LA ESTRUCTURA DE CIERTAS MUESTRAS, QUE NOS PERMITIRÁN CONCLUIR QUE TIPO DE ALEACIÓN SE TIENE, CONTENIDO DE CARBONO ( UNA APROXIMACION ) Y TAMAÑO DE GRANO. UNA VEZ SE LOGRA ESTO LA MUESTRA SE PODRÁ RELACIONAR CON LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS QUE SE DESEAN. UNO DE LOS OBJETIVOS MAS IMPORTANTES DE ESTE TIPO DE PRUEBA, ES LA REALIZACIÓN DE UNA RESEÑA HISTÓRICA DEL MATERIAL BUSCANDO MICROESTRUCTURA, INCLUSIONES, TRATAMIENTOS TÉRMICOS A LOS QUE HAYA SIDO SOMETIDO, MICRORECHUPES, CON EL FIN DE DETERMINAR SI DICHO MATERIAL CUMPLE CON LOS REQUISITOS PARA LOS CUALES HA SIDODISEÑADO; ADEMÁS HALLAREMOS LA PRESENCIA DE MATERIAL FUNDIDO, FORJADO Y LAMINADO. SE CONOCERÁ LA DISTRIBUCIÓN DE FASES QUE COMPONEN LA ALEACIÓN Y LAS INCLUSIONES NO METÁLICAS, ASÍ COMO LA PRESENCIA DE SEGREGACIONES Y OTRAS HETEROGENIDADES QUE TAN PROFUNDAMENTE PUEDAN MODIFICAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y EL COMPORTAMIENTO GENERAL DEL METAL. PARA ESTE ENSAYO SE REQUIERE UNA GRAN TECNOLOGÍA Y EXPERIENCIA POR QUE EL PROCESO DE ANÁLISIS METALOGRAFICO ES DE GRAN CUIDADO Y PRECISIÓN. EL ANÁLISIS DE LAS MICROFOTOGRAFÍAS ES COMPLEJO AUNQUE SE REALICE A SIMPLE VISTA YA QUE SE DEBE TENER UN CONOCIMIENTO AMPLIO DE LA GRAN CANTIDAD DE CASOS QUE SE PUEDEN PRESENTAR.
Procedimiento
El proceso comienza con la preparación de la pulidora, se ubica un biquer bajo la pulidora.
Con las gafas puestas, se enciende la pulidora, aplicando la alúmina, partiendo del centro hacia los costados del disco.
Con la pulidora lista, se coloca la probeta sobre el disco en movimiento y haciendo presión sobre el mismo hasta que la probeta este bien pulida.
Con la probeta bien pulida, se lava y se seca bien para mostrársela al maestro.
Con la autorización de maestro, se prepara el microscopio para realizar el análisis metalográfico, conectando el microscopio a un transformador para que no exista un ningún problema con el mismo.
Antes de poner la probeta, colocamos el reactivo (Nital) en una pequeña bandeja u sumergimos la probeta en el reactivo, para que se queme y se cristalice la estructura del acero, esto para que al momento de realizar el análisis se pueda ver la estructura.
Se coloca la probeta en el microscopio y se coloca en él, el lente n. 5 para apreciar como se ve la estructura con este lente.
Así sucesivas hasta llegar al lente n. 100. Al ver la estructura de la probeta con los diferentes lentes del microscopio, la estructura, hay que dibujar en papel aparte.
CONCLUSIONES
Con el análisis metalográfico podemos concluir que:
Con este análisis el ser humano, a logrado muchos avances con respectos a la calidad de los aceros.
Que el análisis metalográfico es un instrumento muy importante, para la confección de aceros de mejor calidad.
Que con el análisis metalográfico podemos observar con mayor detención, la estructura de la que están compuestas, los aceros.
Recomendaciones
Al utilizar la pulidora de disco, hay que tener cuidado de impregnar con suficiente alúmina el disco.
Al mismo tiempo, debemos de tener el cuidado de de tener colocadas las gafas para no sufrir un accidente.
Debemos tener el cuidado de no romper el paño, el cual se puede romper de la siguiente manera: al impregnar demasiado el paño, al dejar que el paño este muy seco y al presionar demasiado, la probeta.
No debemos de tocar la probeta con los dedos, ya que al momento de analizarla, no podremos verificarla correctamente con el microscopio.
Al utilizar el microscopio, debemos seguir las recomendaciones del maestro.
Bibliografía
quimica.iespalomeras.net/instalaciones-metalografia.htm materiales.eia.edu.co/laboratorios/metalografia.htm es.wikipedia.org/wiki/Metalografía

MONTAJE DE LA PROBETA








REPORTES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Tema: Montaje de Probeta
Nombre de alumno: Tony Valladares Ardón
Nº de registro: 0701198900267
INTRDUCCIÓN
A continuación presento el siguiente informe, el procedimiento del pulido de la probeta que se esta preparando para la utilización en el ensayo de metalografía microscópica.
OBJETIVO
Realizar el respectivo pulido de la probeta para la realización del ensayo en el microscopio.
RECURSOS
Lija Nº 80
Lija Nº 100
Lija Nº 120
Lija Nº 150
Lija Nº 180
Lija Nº 220
Lija Nº 240
Lija Nº 280
Lija Nº 320
Lija Nº 360
Lija Nº 400
Lija Nº 500
Lija Nº 600
Una bandeja
Un pedazo de vidrio
Agua
Un pañuelo
Un esmeril
Vaselina.
Teoría relacionada
El desbaste es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efectúa en una desbastadora de cinta rotativa o sobre papeles abrasivos de diferentes grados, colocados sobre discos giratorios.Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior, teniendo siempre el cuidado de lavar la probeta con agua abundante. Se aconseja pasar la probeta por toda la serie de abrasivos:150, 220, 280, 320, 400, 500, y 600, pues eliminar algún abrasivo retarda la operación en vez de acelerarla.Una presión excesiva sobre el papel abrasivo puede causar rayas profundas y difíciles de eliminar posteriormente, además se provoca una distorsión intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta distorsión no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante técnicas adecuadas de desbaste y pulido.Conviene emplear un papel nuevo para cada probeta, los papeles usados se emplean para finalidades específicas porque sus partículas abrasivas desgastadas tienden a producir distorsión del metal superficial, además si sobre un papel se ha desbastado un acero templado, pueden quedar sobre él partículas muy finas y producir rayas profundas y anchas al emplearlo después para preparar un material blando como latón o aluminio.También debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscopio.Al final del desbaste, deben lavarse con agua abundante tanto las probetas como las manos del operador para evitar que las partículas del abrasivo o del metal en la etapa del desbaste pase a las pulidoras lo cual los haría inservibles, además en algunos tipos de aleaciones como las de aluminio, la corriente de agua evita el ennegrecimiento de la superficie.El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la última operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a espejo.El éxito del pulido y el tiempo empleado en la operación, depende en gran parte del cuidado con que se haya realizado el desbaste. Si una probeta tiene rayas profundas que no se han eliminado en las últimas operaciones de desbaste, no podrán ser eliminadas durante el pulido con pérdida de tiempo y trabajo.La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta sobre un paño embebido con una suspensión de abrasivo y fijado a un disco que gira accionado por un motor.Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior perfectamente pulida y su velocidad de giro entre 250 y 500 r.p.m.La presión a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleación y debe disminuirse a medida que avanza el pulido, deberá ser tal que se logre hacer desaparecer en unos pocos minutos las rayas del último papel (600) cuidando de no excederse en la presión por el peligro de desgarramiento del paño.Durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco.Debe lavarse la probeta en un chorro de agua caliente, secar con la ayuda de un secador, sin tocar la cara pulida, enjuagarla con alcohol y secarla finalmente con aire seco o caliente. Observar en el microscopio a 100 aumentos; si persisten las rayas provenientes del desbaste en el último papel, continuar con el pulido en la forma ya descrita, todo el tiempo que sea necesario para que éstas desaparezcan.La combinación adecuada de estas variables, permitirá alcanzar un óptimo pulido, aunque difícilmente se logre evitar algo de distorsión; para eliminar esta última, no queda otro recurso que el de ataque y pulido alternados.La observación microscópica de la probeta pulida permite reconocer la presencia de inclusiones no metálicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, óxidos, microporosidades. Microgrietas, y grafito.
Descripción del proceso
Realizar el pulido grueso, acercando la probeta al la muela al esmeril.
Para realizar el pulido medio hay que:
Llenar una bandeja con agua, para realizar el pulido.
Colocar el pedazo de vidrio, inclinada sobre una de las orillas de la bandeja con agua.
Remojar la lija número 80 dentro de la bandeja con agua, y ponerla Tomar la probeta y deslizarla sobre la lija.Cuando ya este lo suficientemente bien lijada y pulida, se lava la probeta y se seca muy bien y se muestra al maestro para que la revise.Este procedimiento se repite una y otra vez hasta llegar a la lija número 600 solo que, al momento de cambiar de lija, la probeta se gira a 90 grados, para que al momento de ser vista microscópicamente no se vean solamente rayas.
Conclusiones
Con este ensayo podemos concluir que:
El pulido de la probeta es uno de los pasos mas importantes para la realización del ensayo microscópico.
Que al realizar el pulido nos podemos dar cuenta que la probeta tiende a dar un nuevo aspecto.
Recomendaciones
Portar la indumentaria correctamente.
Remojemos bien la lija.
Al momento de cambiar la lija giremos la probeta a 90 grados.
Antes de mostrárselas al maestro debemos lavar y secar bien la probeta.
Al terminar el pulido de la probeta frotarla con un poco de vaselina, solo en la parte metálica.
Tener cuidado al momento de poner el pedazo de vidrio en la orilla de la bandeja.
BIBLIOGRAFIA
wikipedia...

jueves, 6 de noviembre de 2008

TIPOS DE ACEROS Y FUNDICIONES
























Perlita

Se denomina perlita a la microestructura formada por capas o láminas alternas de las dos fases (α y cementita) durante el enfriamiento lento de un acero a temperatura eutectoide. Se le da este nombre porque tiene la apariencia de una perla al observarse microscópicamente a pocos aumentos.La perlita aparece en granos denominados "colonias"; dentro de cada colonia las capas están orientadas esencialmente en la misma dirección y esta dirección varía de una colonia a otra. Las capas delgadas claras son de ferrita, y la cementita aparece como capas delgadas más oscuras. La mayoría de las capas de cementita son tan delgadas que los límites de fases adyacentes no se distinguen.Enfriando la austenita con una concentración intermedia de carbono, se transforma en fase ferrita, con un contenido de carbono inferior, y en cementita, con un porcentaje muy superior de carbono. Los átomos de carbono necesitan difundir para segregar selectivamente. Los átomos de carbono difunden de la región ferrítica a las capas de cementita para conseguir la concentración del 6,70% en peso de C y la perlita se propaga, a partir de los límites de grano al interior de los granos austeníticos. La perlita forma láminas porque los átomos de carbono necesitan difundir la distancia mínima dentro de su estructura.Hay dos tipos de perlita:• Perlita fina: dura y resistente. • Perlita gruesa: menos dura y más dúctil. La razón de este comportamiento radica en los fenómenos que ocurren en los límites de fases (α y cementita). En primer lugar, hay un alto grado de adherencia entre las dos fases en el límite. Por lo tanto, la resistencia y la rigidez de la fase cementita restringe la deformación de la fase ferrita, más blanda, en las regiones adyacentes al límite; es decir, la cementita refuerza a la ferrita. Este grado de reforzamiento es más elevado en la perlita fina porque es mayor la superficie de límites de fases por unidad de volumen del material. Además, los límites de fases sirven de barrera para el movimiento de dislocaciones, del mismo modo que los límites de grano. En la perlita fina y durante la deformación plástica las dislocaciones deben cruzar más límites de fases que en la perlita gruesa. De este modo el mayor reforzamiento y restricción del movimiento de las dislocaciones en la perlita fina se traducen en mayor dureza y resistencia mecánica.La perlita gruesa es más dúctil que la perlita fina a consecuencia de la mayor restricción de la perlita fina a la deformación plástica.En aceros Mecánicamente las perlitas tienen las propiedades intermedias entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita. Los espesores de las capas de ferrita y de cementita también influyen en el comportamiento mecánico del material. La perlita fina es más dura y resistente que la perlita gruesa.FerritaLa ferrita en la metalurgia se denomina hierro alfa. Cristaliza en el sistema cúbico y se emplea en la fabricación de: imanes permanentes aleados con cobalto y bario; en núcleos de inductancias y transformadores con níquel, cinc o manganeso, ya que en ellos quedan eliminadas prácticamente las Corrientes de Foucault.Las ferritas son materiales cerámicos ferromagnéticos, compuestos por hierro, boro y bario, estroncio o molibdeno.Las ferritas tienen una alta permeabilidad magnética, lo cual les permite almacenar campos magnéticos con más fuerza que el hierro. Las ferritas se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia y dureza, previamente moldeadas por presión y luego calentadas, llegar a la temperatura de fusión, dentro de un proceso conocido como sinterización. Mediante este procedimiento se fabrican núcleos para transformadores, bobinas y otros elementos eléctricos o electrónicos.Los primeros ordenadores estaban dotados de memorias que almacenaban sus datos en forma de campo magnético en núcleos de ferrita, los cuales estaban ensamblados en conjuntos de núcleos de memoria.El polvo de ferrita se usa también en la fabricación de cintas para grabación; en este caso, el material es trióxido de hierro. Otra utilización común son los núcleos de ferrita, usados popularmente en multitud de cables electrónicos para minimizar las interferencias electromagnéticas (EMI). Se disponen en alojamientos de plástico que agarran el cable mediante un sistema de cierre. Al pasar el cable por el interior del núcleo aumenta la impedancia de la señal sin atenuar las frecuencias más bajas. A mayor número de vueltas dentro del núcleo mayor aumento, por eso algunos fabricantes presentan cables con bucles en los núcleos de ferrita.Este polvo de ferrita es utilizado también como tóner magnético de impresoras láser, pigmento de algunas clases de pintura, polvo de inspección magnético (usado en soldadura), tinta magnética para imprimir cheques y códigos de barras y, a su vez, con dicho polvo y la adición de un fluido portador (agua, aceite vegetal o mineral o de coche) y un surfactante o tensoactivo (ácido oleico, ácido cítrico, lecitina de soja) es posible fabricar ferrofluido casero.CementitaLa cementita o carburo de hierro se produce por efecto del exceso de carbono sobre el límite de solubilidad. Si bien la composición química de la cementita es Fe3C, la estructura cristalina es del tipo ortorrómbica con 12 átomos de hierro y 4 átomos de carbono por celda.La cementita es muy dura y frágil y, por lo tanto, no es posible de utilizar para operaciones de laminado o forja debido a su dificultad para ajustarse a las concentraciones de esfuerzos.
MartensitaMartensita vista a x25 aumentos. Se puede observar sus agujas dentro de una matriz probablemente ferrítica.Martensita es el nombre que recibe la fase cristalina BCT, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión, a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material.Por extensión se denominan martensitas todas las fases que se producen a raíz de una transformación sin difusión material metálicos.Generalidades La transformación martensítica no sólo ocurre en el acero, sino que otros sistemas de aleación se caracterizan por experimentar transformaciones sin difusión.Ya que la transformación martensítica no implica difusión, ocurre casi instantáneamente; los granos martensíticos se nuclear y crecen a velocidad muy alta: la velocidad del sonido dentro de la matriz austenítica. De este modo, a efectos prácticos, la velocidad de transformación de la austenita es independiente del tiempo.La estructura de la Martensita tiene la apariencia de láminas o de agujas (variantes). La fase blanca es austenita que no se transforma durante el temple rápido. La Martensita también puede coexistir con otros constituyentes, como la perlita.El enfriamiento rápido (o temple) del acero austenizado, hasta temperatura próxima a la ambiental, origina otro microconstituyente denominado Martensita, que resulta como una estructura de no equilibrio de la transformación sin difusión de la austenita. Se puede considerar un producto de transformación competitivo con la perlita o la bainita. La transformación martensítica tiene lugar a velocidades de temple muy rápidas que dificultan la difusión del carbono. Si hubiera difusión se formarían las fases ferrita y cementita.La transformación martensítica no es bien conocida. Sin embargo, gran número de átomos se mueven de modo cooperativo, lo que representa pequeños desplazamientos de un átomo respecto a sus vecinos. Esta transformación significa que la austenita CCC experimenta una transformación polimórfica a la Martensita tetragonal centrada en el cuerpo (TCC). La celdilla unidad de esta estructura cristalina es un cubo, alargado en una de sus tres dimensiones, centrado en el cuerpo BCC; esta estructura es diferente de la ferrita CC. Todos los átomos de carbono permanecen como solutos intersticiales en la Martensita y constituyen una disolución sólida sobresaturada capaz de transformarse rápidamente en otras estructuras si se calienta a temperaturas que implican una apreciable velocidad de difusión. La mayoría de los aceros retienen la estructura martensítica casi indefinidamente a temperatura ambiente.Se llama martensita en honor al metalúrgico alemán Adolf Martens (1850-1914).Con un tratamiento mecánico adecuado la estructura puede presentar una sola variante. Un caso particular son las aleaciones martensíticas ferromagnéticas, con interesantes propiedades al aplicarles un campo magnético (magnetostricción, Villary effect).En aceros Los aceros con microestructura martensítica son los más duros y mecánicamente resistentes, pero también los más frágiles y menos dúctiles. La dureza de estos aceros depende del contenido en carbono; aún así, son más tenaces que los aceros perlíticos.LedeburitaLedeburita es una mezcla eutéctica que contiene un 95,7% de hierro y un 4,3% de carbono, por lo tanto no es constituyente de los aceros sino de las fundiciones. La lebeburita se llama así en homenaje a Adolf Lebedur (1836-1916).Es el constituyente eutéctico que se forma al enfriar la fundición líquida de 4.3% C desde 1145 °C. Está formada por 52% de cementita y 48% de austenita de 2% C. La ledeburita no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias debido a que en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita; sin embargo en las fundiciones se pueden conocer la zonas donde existió la ledeburita por el aspecto eutéctico con que quedan las agrupaciones de perlita y cementita. A veces, a éstas zonas donde existió la Ledeburita se la llama Ledeburita Transformada.Acero hipoeutectoideSe denomina acero hipoeutectoide a los aceros que según el diagrama hierro-carbono tienen un contenido en carbono inferior al correspondiente a la composición eutectoide (0,77 % de C). El acero hipoeutectoide está formado por una mezcla de ferrita más perlita.Tipos de acero hipoeutectoideAcero bajo en carbono El porcentaje de carbono estos aceros no supera el 0,2%, se llaman aceros ferríticos, son muy suaves, dúctiles, deformables y de baja resistencia.Acero al carbono medio A este grupo pertenecen la mayoría del acero comercial que se produce, su porcentaje de carbono está comprendida entre el 0,2% y el 0,5%. Sus propiedades dependen de la cantidad de ferrita y perlita que tienen y varían sus prestaciones en un rango muy amplio.Aceros de alto carbono Estos aceros tienen un porcentaje de carbono comprendido entre el 0,5% y el 0,77%, se denominan aceros perlíticos. Su resistencia y dureza son elevadas pero su ductilidad y tenacidad son bajasHierroEl hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe.Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro.Características principales Es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica.Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A presión atmosférica:• Hierro-α: estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una red cúbica centrada en el cuerpo (bcc). • Hierro-γ: 911 °C - 1392 °C; presenta una red cúbica centrada en las caras (fcc). • Hierro-δ: 1392 °C - 1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el cuerpo. • Hierro-ε: Puede estabilizarse a altas presiones, presenta estructura hexagonal compacta (hcp). El hierro-α es ferromagnético hasta la temperatura de Curie (768 °C), a partir de la cual pasa a ser paramagnético. Antiguamente, al hierro-α paramagnético se le llamaba hierro-β, aunque hoy en día no se suele distinguir entre las fases α y β.Aplicaciones El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza apartir de 99,5% no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando este como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.El acero es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.Aceros Los aceros son aleaciones férreas con un contenido máximo de carbono del 2%, el cual puede estar como aleante de inserción en la ferrita y austenita y formando carburo de hierro. Este puede tener otros aleantes e impurezas.Dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en:• Acero bajo en carbono: menos del 0,25% de C en peso. Son blandos pero dúctiles. Se utilizan en vehículos, tuberías, elementos estructurales, etcétera. También existen los aceros de alta resistencia y baja aleación, que contienen otros elementos aleados hasta un 10% en peso; tienen una mayor resistencia mecánica y pueden ser trabajados fácilmente. • Acero medio en carbono: entre 0,25% y 0,6% de C en peso. Para mejorar sus propiedades son tratadas térmicamente. Son más resistentes que los aceros bajos en carbono, pero menos dúctiles; se emplean en piezas de ingeniería que requieren una alta resistencia mecánica y al desgaste. • Acero alto en carbono: entre 0,60% y 1,4% de C en peso. Son aún más resistentes, pero también menos dúctiles. Se añaden otros elementos para que formen carburos, por ejemplo, con wolframio se forma el carburo de wolframio, WC; estos carburos son muy duros. Estos aceros se emplean principalmente en herramientas. • Aceros aleados: Con los aceros no aleados, o al carbono, es imposible satisfacer las demandas de la industria actual. Para conseguir determinadas características de resiliencia, resistencia al desgaste, dureza y resistencia a determinadas temperaturas deberemos recurrir a estos. Mediante la acción de uno o varios elementos de aleación en porcentajes adecuados se introducen modificaciones químicas y estructurales que afectan a la temlabilidad, características mecánicas, resistencia a oxidación y otras propiedades. La clasificación más técnica y correcta para los aceros al carbono (sin alear) según su contenido en carbono:• Los aceros hipoeutectoides, cuyo contenido en carbono oscila entre 0.02% y 0,8%. • Los aceros Reacción_eutectoide cuyo contenido en carbono es de 0,8%. • Los aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0,8% a 2% o Aceros inoxidables: uno de los inconvenientes del hierro es que se oxida con facilidad. Añadiendo un 12% de Cromo se considera acero inoxidable, debido a que este aleante crea una capa de óxido de cromo superficial que protege al acero de la corrosión o formación de óxidos de hierro. También puede tener otro tipo de aleantes como el Níquel para impedir la formación de carburos de Cromo, los cuales aportan fragilidad y potencian la oxidación intergranular. Fundiciones Cuando el contenido en carbono es superior a un 2% en peso se, la aleación se denomina fundición. Este carbono puede encontrarse disuelto, formando cementita o en forma libre. Son muy duras y frágiles. Hay distintos tipos de fundiciones:• Gris • Blanca • Atruchada • Maleable americana • Maleable europea • Esfeoridal o dúctil Sus características varían de un tipo a otra; según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores, válvulas, engranajes, etc.Por otra parte, los óxidos de hierro tienen variadas aplicaciones: en pinturas, obtención de hierro, la magnetita (Fe3O4) y el óxido de hierro III en aplicaciones magnéticas, etc. El Fe (OH)3, se utiliza en radioquímica para concentrar los actínidos mediante co-precipitación.Acero hipereutectoideSe denomina acero hipereutectoide, aquellos aceros que en su composición y de acuerdo con el diagrama hierro-carbono tienen un porcentaje de carbono entre el 0,77% y el 2%. Su constituyente principal es la cementita (Carburo de hierro (Fe3C)). Es un material duro y de difícil mecanización.El producto microestructural de la aleación hierro-carbono de composición eutectoide es la perlita. La perlita y la cementita proeutectoide constituyen los microconstituyentes de los aceros hipereutectoides con un contenido en carbono superior al de la composición del eutectoide que es de 0,77% hasta el límite del 2% donde el producto de la aleación hierro-carbono pasa a denominarse fundición.Para mejorar la poca maquinabilidad del acero hipereutectoide se le somete a un tratamiento conocido como recocido globular, mediante el cual el carburo adopta una forma esférica o globular. Los métodos utilizados son:• permanencia prolongada a una temperatura inmediatamente por debajo de la crítica inferior.• empleo de un ciclo oscilante de calentamientos y enfriamientos por encima y por debajo de la línea crítica inferiorMediante este tratamiento se consigue que el carburo de hierro adopte la forma de partículas redondas en vez de láminas como en la perlita. Esta estructura proporciona no solo una buena maquinabilidad, sino también una ductilidad elevada. El recocido de globulización se aplica también algunas veces a aceros hipoeutectoides cuya aplicación requieren el máximo de ductilidad.FUNDICIÓN GRIS HIPOEUTECTICAS________________________________________La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas elevadas y si la cantidad de elementos grafitizantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada. Para que grafiticen la cementita eutéctica y la proeutectoide, aunque no la eutectoide, y así obtener una estructura final perlítica hay que controlar cuidadosamente el contenido de silicio y la velocidad de enfriamiento. El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas (Fig.1-4), que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisácea o negruzca. Si la composición y la velocidad de enfriamiento son tales que la cementita eutectoide también se grafitiza presentará entonces una estructura totalmente ferrítica (Fig. 1, x100 pulida). Por el contrario, si se impide la grafitización de la cementita eutectoide, la matriz será totalmente perlítica (Fig. 2, x400). La fundición gris constituida por mezcla de grafito y ferrita es la más blanda y la que menor resistencia mecánica presenta; la resistencia a la tracción y la dureza aumentan con la cantidad de carbono combinada que existe, alcanzando su valor máximo en la fundición gris perlítica. Las figuras 3 y 4 muestran la microestructura de una fundición gris cuya matriz es totalmente perlítica. Además, en la micrografía a 200 aumentos –igual que en la Fig. 2- se observan como unos granos blancos, los cuales resueltos a mayores aumentos (Fig. 4, x400) son, en realidad, esteadita. La mayoría de las fundiciones contienen fósforo procedente del mineral de hierro en cantidades variables entre 0,10 y 0,90%, el cual se combina en su mayor parte con el hierro formando fosfuro de hierro (Fe3P). Este fosfuro forma un eutéctico ternario con la cementita y la austenita (perlita a temperatura ambiente) conocida como esteatita (Fig. 4), la cual es uno de los constituyentes normales de las fundiciones. La esteadita, por sus propiedades físicas, debe controlarse con todo cuidado para obtener unas características mecánicas óptimas. BIBLIOGRAFIA: www.esi2.us.es/IMM2/Pract-html/y2.html •FUNDICIÓN BLANCA________________________________________Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son análogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono. La figura 1 muestra la microestructura típica de las fundiciones blancas, la cual está formada por dendritas de austenita transformada (perlita), en una matriz blanca de cementita. Observando la misma figura con más aumentos, vemos que las áreas oscuras son perlita. Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar. Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones " totalmente blancas ", quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en las boquillas de extrusión. También se utiliza en grandes cantidades, como material de partida, para la fabricación de fundición maleable. ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO Estos aceros contienen menos del 0.25% C, no adquieren dureza sensible con un temple. Su resistencia media en estado normalizado varia de 35 a 53 Kg/mm2 y los alargamientos de 33 a 23%. Teniendo en cuenta sus características, se suelen agrupar en tres clases:Denominación Características aproximadasR (Kg/mm2) A% Carbono%Semidulces, Dulces, Extradulces 5045 <40>30 0.200.15<0.08r: r="57" a =" 23%)Aceros" r =" 65" a =" 19%)Aceros" r =" 74" a="17%).Aceros" r =" 82" a =" 15%).Influencia">