Determinación del tamaño de grano PDF

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La determinación del tamaño de grano de un metal tiene gran importancia; nos indica algunas propiedades mecánicas del material esenciales para un correcto diseño mecánico. En la presente práctica emplearemos 3 de los métodos para lograr determinar el tamaño de grano, de guía nos apoyaremos en el man...

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INTEGRANTES INTEGRANTES: Diego Casa Marco Chaucalá

INGENIERIA MECA MECATRONICA TRONICA PERIODO: 16 Abril / 16 Agosto NRC: 4087

Franklin Enríquez FECHA: 18/06/18 Fabricio Veintimilla INFORME DE LLABORA ABORA ABORATORIO TORIO “Determinación del tamaño d de e grano” RESUMEN La determinación del tamaño de grano de un metal tiene gran importancia; nos indica algunas propiedades mecánicas del material esenciales para un correcto diseño mecánico. En la presente práctica emplearemos 3 de los métodos para lograr determinar el tamaño de grano, de guía nos apoyaremos en el manual E 112 – 96 de la ASTM International. 1. OBJETIVOS  Efectuar la medición del tamaño de grano mediante el método de intercepción.  Mediante el método planimétrico, medir el tamaño de grano.  A través del método de comparación medir el tamaño de grano.  Comparar con otros métodos de medición del tamaño de grano, para evaluar ventajas y desventajas 2. MARCO TEORICO Método de compar comparación ación Como su propio nombre indica consiste en la comparación del grano obtenido con una serie de patrones estandarizados que tienen una correspondencia en el Sistema Internacional. Este método es el más común ya que es el que incorporan algunos microscopios, siendo rápido y sencillo de aplicar. El problema que se tiene es que sólo debe utilizarse cuando la estructura metalográfica tiene una apariencia similar a dichos patrones. La precisión que se puede llegar a alcanzar es generalmente de ± 1 número de tamaño de grano.[ CITATION Mar07 \l 12298 ] Método de planimétrico Este método involucra un recuento real del tamaño de grano en un área determinada. El número de granos por unidad de área, NA, se usa para determinar el tamaño de grano G. La precisión de este método depende del número de granos contados, pero esta puede llegar a ser del ± 0.25 del número de tamaño de grano si se realiza un gran esfuerzo, lo más normal es obtener precisiones del 0.5. En este método se inscribe un círculo o un rectángulo de área conocida, que debe contener al menos 50 granos. Una vez definida el área, se den contar los granos. La suma total de granos enteros contenidos en el área definida más la mitad de los granos intersectados con la circunferencia o con el rectángulo, componen el número total de granos encerrados. La cifra obtenida está aumentada si se ha mirado por un microscopio por lo que hay que multiplicar por el número de Jeffries, f, y se obtendrá el número de grano por pulgada cuadrada, NA. El problema que presenta este método es que requiere áreas superiores a 5000mm y no se dispone de técnicas manuales que permitan obtener una superficie plana al tratarse de más de 7 centímetros el área requerida.[ CITATION Mar07 \l 12298 ] Método de intercepción Este método consiste en contar el número de granos que interceptan con una línea, trazada según la norma. De igual forma que en el caso anterior la precisión depende del número de intercepciones granos-línea se cuenten, pero esta puede llegar a ser del ± 0.25 del número de tamaño de grano si se realiza un gran esfuerzo, lo más normal es obtener precisiones del 0.5.Para un mismo nivel de precisión que el método de planimetría, este procedimiento de intercepción es más rápido ya que se requiere contar un menor número de granos.[ CITATION Mar07 \l 12298 ]

3. MA MATERIALES TERIALES Y EQUIPOS  Muestras metálicas.  Banco de preparación de muestras metalográficas.  Microscopio metalúrgico: objetivo ocular.  Reactivos.  Pulidora  Lijas varias 4. PROCEDIMIENT PROCEDIMIENTO O 4.1. 4.1.Corte la muestra de un tamaño aceptable para preparar la metalografía 4.2. 4.2.En caso de muestras muy pequeñas, insertarla en vaquelita para una mejor sujeción 4.3. 4.3.Lijar la muestra, manteniendo el orden correcto de lijas y realizando un cambio de 90 grados en la posición después de cada lija 4.4 4.4.. Pula y realice el ataque químico 4.5. 4.5.Tomar fotografías poniendo especial énfasis en la claridad de la frontera de grano 4.6. 4.6.Guardar las fotografías con su respectivo incremento en el microscopio, el cual va ser mucha utilidad en el cálculo del tamaño de grano 4. 4.7 7. Realizar los cálculos del tamaño de grano, aplicando las formulas estudiadas en clase y obtener su respectivo índice ASTM 4.8. 4.8.Analizar y comprar los resultados obtenidos 5.

RESUL RESULT TADOS Y ANÁLISIS ANÁLISIS..

Fot Fotografía ografía 10 100x 0x MÉT MÉTODO ODO ASTM MET METODO ODO DE INTERCEPCIÓN MET METODO ODO DE COMP COMPARACIÓN ARACIÓN MET METODO ODO PLA PLANIMÉTRICO NIMÉTRICO

TAMAÑO DE GRANO

DIAMETRO DE GRANO

n=4.62

d=65.972 μm

n=4.5

d=6 3.5 μm

n=4.521

d=84.576 μm

Fot Fotografía ografía 20 200x 0x MÉT MÉTODO ODO ASTM MET METODO ODO DE INTERCEPCIÓN MET METODO ODO DE COMP COMPARACIÓN ARACIÓN MET METODO ODO PLA PLANIMÉTRICO NIMÉTRICO

TAMAÑO DE GRANO

DIAMETRO DE GRANO

G=5.999

d=41.145 μm

G=5.95

d=63.5 μm

G=5.952

d=51.499 μm

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACI RECOMENDACIONES. ONES.  Los tres métodos aprendidos en esta práctica tienen diferentes procesos para medir el tamaño de grano, unos más exactos que otros, otros más rápidos que otros, y más económicos que otros, en conclusión llegamos que el método más rápido y económico para medir el tamaño de grano es el método de comparación ya que los datos están ya estandarizados y son fáciles de encontrar y comparar, los métodos más exactos son el planimétrico y el de intersección debido a que en ambos casos se emplean modelos matemáticos para la determinación del tamaño de grano y esto es más práctico en las industrias para saber exactamente las propiedades del componente con el que están trabajando, además que el más didáctico a nuestro parecer es el de comparación ya que tiene una mejor comprensión y es más fácil de emplear.  Para realizar los cálculos con el método de comparación el índice ASTM obtenido fue de 5 tanto en 100x como en 200x, y este valor concuerda de manera aproximada al tamaño de granos observados en las ilustraciones de la tabla de la norma ASTM y debido a esto el valor del diámetro es aproximadamente 63.5 µm.  El tamaño de grano para 200x es un valor aproximado de 6 ya que al realizar los cálculos de grano por los tres métodos fue de 5.9, mientras que en 100x el tamaño de grano dio aproximadamente 4.5, en los diámetros se evidencia que hay una gran variación entre los métodos de intercepción y planímetro tanto en 100x como en 200x esto puede ser debido a que el método de intercepción es un método de menor exactitud que el método planímetro. 7. BIBLIOGRAFÍA. Galán, M. R. (2007). Técnicas de obtención de grano metalográfico en el rango Milimétrico y centimétrico mediante diversos tratamiento térmicos y mecánicos.

8. ANEXOS 8.1. 8.1.Cálculos

200x

MÉT MÉTODO ODO DE INTERCEPCIÓN Ni= # Gr Granos anos interceptados= 25 L= longitud total= 200 M= 200

50 50 50 50 + + + 5 6 6 8 T GF = 4 T GF =8.229 mm 8.229 ∗1000 T Gr = 200 T Gr =41.145 μm n=6.644 log ( N L)− 3.288

n=6.644 log ¿ −3.288 L M 25 n=6.644 log −3.288 200 200 n=5.999

( )

( )

MÉT MÉTODO ODO PLA PLANÍMETRO NÍMETRO

N Gr=Granos enteros+Granos parciales 18 N Gr=51+ 2 N Gr=60 A2 N ¿ = N Gr + 5000

2

(200) 5000 N ¿ =480 granos N ¿ =60+

480 granos--------- 1 mm 1 grano-------------- x=

d=

√ √

2

1 =2.083∗10−3 mm2 480

4∗( 2.083∗10−3 ) 4∗x ∗1000=0.0515 μm = π π

n=−3.322 log ( A ) −2.955 1 n=−3.322 log −2.955 2 ( A) ∗N Gr 5000 1 n=−3.322 log −2.955 2 (200) ∗60 5000 n=5.952

( (

) )

MÉT MÉTODO ODO DE COMP COMPARACIÓN ARACIÓN A= 200 #gra #granos= nos= 60 60 granos----------------- 7.75 pulg 2 N---------------------------- 1 pulg2

60 =7.742 7.75 n−1 A 2 N ( ) =ln (2 ) ln 100 N=

( ) ln ( N ( A ) )=( n−1)ln(2) 100 2

A 2 )) 100 +1 n= ln(2) A 2 ln(N ( )) 100 n= +1 ln(2) 2 200 ) ) ln(7.742( 100 +1 n= ln(2) n=5.953 ln(N (

100x PARA 100X MÉT MÉTODO ODO DE INTERCEPCIÓN Ni= # Gr Granos anos interceptados= 31 L= longitud total= 200 M= 100

50 50 50 50 + + + 6 9 8 8 T GF = 4 T GF =6.597 mm 6.597 T Gr = ∗1000 100 T Gr =65.972 μm n=6.644 log ( N L)− 3.288 n=6.644 log ¿ −3.288 L M

( )

n=6.644 log

( )

31 −3.288 200 100

n=4.621 MÉT MÉTODO ODO PLA PLANÍMETRO NÍMETRO

N Gr=Granos enteros+Granos parciales 30 N Gr=74 + 2 N Gr=89 N Gr∗A2 N ¿= 5000 2 89∗(100) N ¿= 5000

N ¿ =178 granos 178 granos--------- 1 mm2 1 grano-------------- x=

√ √

1 =5.618∗10−3 mm 2 178

4∗( 5.618∗10−3 ) 4∗x ∗1000=84.576 μm = π π n=−3.322 log ( A ) −2.955 1 n=−3.322 log −2.955 2 ( A) ∗N Gr 5000 1 n=−3.322 log −2.955 (100)2 ∗89 5000 n=4.521 d=

( (

) )

MÉT MÉTODO ODO DE COMP COMPARACIÓN ARACIÓN A= 100 #gra #granos= nos= 89 2 89 granos----------------- 7.75 pulg N---------------------------- 1 pulg

89 =11.484 7.75 2 n−1 ln N ( A ) =ln (2 ) 100 N=

( ) A ) =( n−1) ln ( 2) ln ( N ( 100 ) 2

A 2 )) 100 +1 n= ln(2) A 2 ln(N ( )) 100 +1 n= ln(2) 100 2 ln(11.484 ( )) 100 n= +1 ln(2) n=4.5 ln(N (

2...