LAB 1 CM - Analisis Metalografico PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚLABORATORIO No 1 “ANALISIS METALOGRAFICOS”CURSO: CIENCIA DE LOS MATERIALESDocente: MSc. Ing. Felix Mauricio PerezSección: 11846Integrantes:Illesca Ccahuana, Samuel ElíasGarcia Perez Erick Juan CarlosCruz Enríquez ChristopherLima, 2021Contenido A. TEST DE ENTRADA (5 pu...

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

LABORATORIO No 1 “ANALISIS METALOGRAFICOS”

CURSO: CIENCIA DE LOS MATERIALES Docente: MSc. Ing. Felix Mauricio Perez Sección: 11846

Integrantes: Illesca Ccahuana, Samuel Elías Garcia Perez Erick Juan Carlos Cruz Enríquez Christopher

Lima, 2021

Contenido A.

TEST DE ENTRADA (5 puntos).................................................................................4

1.

Explicar que es:.............................................................................................................4 a)

Celda Unitaria:...........................................................................................................4

b)

Mono cristal:...............................................................................................................4

c)

Poli cristal:..................................................................................................................4

d)

Metal:...........................................................................................................................4

2.

Explicar que es:.............................................................................................................4 a)

Grano cristalino:.........................................................................................................4

b)

Límite de grano cristalino:........................................................................................4

3.

En la Metalografía por Microscopia Óptica, explicar:...............................................4 a)

El medio analítico utilizado:......................................................................................4

b)

La magnificación máxima posible:...........................................................................4

c)

Que es posible visualizar:.........................................................................................4

4.

En la Metalografía por Microscopia Electrónica, explicar:.......................................4 a)

El medio analítico utilizado:......................................................................................4

b)

La magnificación máxima posible:...........................................................................4

c)

Tipos de microscopios:.............................................................................................5

5.

En la Metalografía por Difracción de Radiaciones, explicar:...................................5 a)

Las radiaciones utilizadas:.......................................................................................5

b)

Ley de Bragg:.............................................................................................................5

c)

Que es posible determinar:......................................................................................5

B.

INFORME TECNICO (10 puntos)..............................................................................5

1.

Visualizar videos sobre.................................................................................................5

2. Analizar y resumir los Temas visualizados. Adjuntar el link de tales videos en estado activado......................................................................................................................5 a)

Preparación de muestras metalográficas...............................................................5

b)

Análisis Metalográfico - Análisis metalográfico de acero 41 40..........................6

c)

Microestructura de aceros........................................................................................7

C.

TEST DE SALIDA (5 Puntos).....................................................................................7

1.

2.

Explicar la razón del:.....................................................................................................7 a)

Desbaste:....................................................................................................................7

b)

Pulido:.........................................................................................................................7

c)

Ataque químico:.........................................................................................................7

d)

Microscopia sin taque químico:................................................................................7 Explicar cómo se obtiene:............................................................................................8

a)

El aumento total.........................................................................................................8

b)

Tamaño de grano cristalino según la norma ASTM..............................................8

c)

MOSTRAR COMO SE VISUALIZA LA MICROESTRUCTURA DEL ACERO...8

c.1. FERRITICO.................................................................................................................8 c.2. AUSTENITICO............................................................................................................8 c.3. MARTENSITICO........................................................................................................9 c.4. PERLITICO...............................................................................................................10 ANEXO.....................................................................................................................................12 Tabla de los metales...........................................................................................................12

A. TEST DE ENTRADA (5 puntos) 1. Explicar que es: a) Celda Unitaria: Retículo elemental de la red espacial, esto es el cristal más pequeño de la estructura cristalina de los materiales. b) Mono cristal: Conjunto de un tipo de celda unidad, ordenado en forma uniforme y continua en el espacio 3D. c) Poli cristal: Es el conjunto de monocristales desordenados y ordenados en el espacio 3D. d) Metal: Cuerpo simple, generalmente sólido a temperatura ambiente, que es un buen conductor del calor y de la electricidad y que tiene un brillo característico; se emplea, a menudo en aleación con otro metal, en la fabricación de numerosos objetos.

2. Explicar que es: a) Grano cristalino: Es el monocristal seccionado. b) Límite de grano cristalino: Es la superficie de separación entre dos o más cristales de un mismo grano poli cristal. 3. En la Metalografía por Microscopia Óptica, explicar: a) El medio analítico utilizado: La luz blanca b) La magnificación máxima posible: 2000 aumentos. c) Que es posible visualizar: Se es posible visualizar directamente al metal.

4. En la Metalografía por Microscopia Electrónica, explicar: a) El medio analítico utilizado: El electrón b) La magnificación máxima posible: 9 millones de veces aumentadas.

c) Tipos de microscopios: Microscopio electrónico de barrido (MEB) y microscopio electrónico de transmisión (MET)

5. En la Metalografía por Difracción de Radiaciones, explicar: a) Las radiaciones utilizadas: Neutrones, electrones o rayos X. b) Ley de Bragg:

c) Que es posible determinar: Al metal en todo nivel.

B. INFORME TECNICO (10 puntos) 1. Visualizar videos sobre a) Preparación de muestras metalográficas b) Análisis Metalográficos c) Microestructura de aceros.

2. Analizar y resumir los Temas visualizados. Adjuntar el link de tales videos en estado activado. a) Preparación de muestras metalográficas a. Antes de observar un material metálico en el microscopio óptico es necesario acondicionar la muestra de manera que quede plana. Porque los sistemas ópticos del microscopio tienen muy poca profundidad de campo. b. Las etapas de preparación de la probeta metalográfica son: Corte, empastillado (si es que hace falta), desbaste, pulido y por último ataque químico, además de cada etapa se debe limpiar la superficie a trabajar con alcohol o acetona c. El corte es una etapa opcional cuando el tamaño de la muestra es demasiado grande para la preparación y observación en el microscopio. El corte es un proceso en el cual se produce calor por fricción, el corte no debe ser muy agresivo ya que no se verá en el microscopio la estructura del material que se va a trabajar, sino la estructura resultante de la transformación sufrida por el excesivo recalentamiento durante el corte.

d. El procedimiento del desbaste consiste en frotar la superficie de la probeta que se desea preparar sobre una serie de papeles abrasivos cada vez más finos. El desgaste puede ser manual o semiautomático. El desbaste se suele hacer en húmedo para evitar los calentamientos que pueden modificar la estructura de la probeta y para retirar las limaduras. e. El pulido mecánico se efectúa sobre paños de pana, tercio pelo de algodón, paños de billar, seda. Sujetos de forma adecuada sobre los discos de pulidoras mecánicos, utilizando abrasivos tales como el diamante u oxido de magnesio, aluminio, etanol, hierro. En esta operación deben desaparecer todos los rayos productos por el desbaste. La probeta pulida debe manejarse con precaución evitando tocar la superficie con la mano u otro objeto que pueda manchar o rayarla. f. Se procede con el ataque porque permite poner en evidencia los micros constituyentes del material. Para que el ataque muestre los detalles estructurales es necesario que el reactivo empleado sea adecuado para cada materia. El fundamento de la vista microscópica se basa en que el microconstituyente de mayor velocidad de reacción con el ácido se ataca más rápido y se verá más oscuro mientras que el menos atacable reflejará más luz y permanecerá más claro. Video: https://www.youtube.com/watch?v=DoeYiGLVkjk

b) Análisis Metalográfico - Análisis metalográfico de acero 41 40 Primero, se hace el proceso de preparación que son el corte, empastillado, desbaste, pulido y ataque químico. En el análisis se visualiza los granos, el límite de los granos, con ampliación del microscopio de 100x, 500x y 1000x. A continuación, se halla el número de grano ASTM con los datos obtenidos con una ampliación de 100x, tal que el número de grano se halla con la siguiente formula n=2N −1 donde n es el número de granos en una pulgada cuadrada y N es el número de grano ASTM. Además, en número de granos por pulgada cuadrada se halla de la siguiente manera n= ( granos totales ) ∕ ( tamaño micrografico ∕ 25.4 2 ) donde el tamaño micrográfico en de 77mm*101mm en una ampliación de 100x. Finalmente, la importancia de este análisis metalográfico es determinar el tratamiento térmico y mecánico que sufrió el material. A través de este análisis se puede determinar las características y modificar las propiedades mecánicas del material. También, el número de designación de lijas indica el grado de abrasión del material, entre menor sea el número de lijas mayor será el grado de abrasión. Para agregar, el sobre atacar una muestra significa que ataque químico se pasó del tiempo necesario, esto afecta a la visibilidad del material y puede manchar o tapar la estructura.

Video: Análisis Metalográfico - Procesos de Manufactura https://www.youtube.com/watch?v=yiyh-RQ0D1w

c) Microestructura de aceros. Los aceros conservan característica metálicas del hierro, pero con la adición del carbono y otros elementos tantos metálicos como no metálicos, modificando sus propiedades físico – químicas. La microestructura está formada por laminas granos de los siguientes componentes: FERRITA: hierro puro, blando dúctil, maleable y ferromagnético es el constituyente más blando de los aceros CEMENTITA: carburo de hierro, muy resistente y duro pero frágil. GRAFITO: carbono cristalizado en forma de láminas hexagonales. AUSTENITA: también conocido como acero gamma, tiene estructura cristalina de tipo cubica. MARTENSITA: con estructura de aguja cristalinas muy duras. PERLITA: láminas alteradas de ferrita y cementita yuxtapuesta. Video: Aleaciones de Ingeniería. Microestructura de Aceros https://www.youtube.com/watch?v=D9p2BTGSHLY

C. TEST DE SALIDA (5 Puntos) 1. Explicar la razón del: a) Desbaste: La razón del desbaste es eliminar las irregularidades superficiales dejando un rallado muy fino unidireccional. b) Pulido: La razón del pulido es conseguir lapear la superficie de la muestra, eliminando cualquier raya c) Ataque químico: La razón del ataque químico es conseguir eliminar selectivamente determinadas fases o zonas con propiedades electromecánicas diferenciadas. d) Microscopia sin taque químico: La razón de esta microscopia sin ataque químico es producir imágenes visibles de estructuras o detalles demasiados pequeños para ser percibidos a simple vista.

2. Explicar cómo se obtiene: a) El aumento total El aumento total de se obtiene con la siguiente formula aumento=

tamaño de del grano en la imagen tamanoreal del grano

b) Tamaño de grano cristalino según la norma ASTM. EL número de grano ASTM se halla con la siguiente formula n=2N −1 donde n es el número de granos en una pulgada cuadrada y N es el número de grano ASTM. Además, en n umero de granos por pulgada cuadrada se halla de la siguiente manera n= ( granos totales ) ∕ (tamaño micrografico ∕ 25.4 2 ) donde el tamaño micrográfico en de 77mm*101mm en una ampliación de 100x.

c) MOSTRAR COMO SE VISUALIZA LA MICROESTRUCTURA DEL ACERO c.1. FERRITICO Conocidos por su buena ductilidad, resistencia a la corrosión, a la oxidación, a la presión y al agrietamiento, los aceros ferríticos se usan comúnmente en aplicaciones de automoción, utensilios de cocina y equipos industriales, ya que se trata de aceros que incorporan elementos provenientes de la ferrita, que contienen una alta proporción de cromo ( entre un 10,5% y un 27% ), una baja proporción de carbono con muy poco o nada de níquel. Además, son magnéticos.

Microestructura típica acero ferrítico del ACE P439A c.2. AUSTENITICO

no responden al tratamiento térmico. En su lugar, el enfriamiento rápido da lugar a su estado más blando. En este estado, carecen de magnetismo y sus propiedades se ven afectadas por el tratamiento en frío. La microestructura de estos aceros consta de granos austeníticos, que pueden mostrar agrupaciones simétricas.

Acero austenítico con agrupaciones simétricas y segregación. Ataque químico con el reactivo Lichtenegger-Blöch. DIC. c.3. MARTENSITICO Estos aceros inoxidables son aleaciones de hierro, cromo y carbono con contenidos típicos de C:0.10% y Cr: 12-14%. Estos aceros sufren modificaciones estructurales con la temperatura, por lo que suelen someterse a tratamientos térmicos de temple y revenido. Tras estos procesos alcanzan buenas propiedades mecánicas y tienen suficiente resistencia a la corrosión. Su aplicación más característica es la cuchilleria.

Acero martensítico con alta aleación de cromo, pulido electrolíticamente y sometido a ataque químico con A2. Campo claro. c.4. PERLITICO El acero es uno de los materiales que más se usan y más se manipulan a la hora de mecanizar productos. Se trata de la mezcla ferrosa más utilizada y conocida pues tiene infinitas posibilidades. En este post, nos centraremos en el acero perlítico. El acero perlítico pertenece al grupo de aceros aleados. Aquí se encuentran todos aquellos aceros que tienen una aleación baja o media . Su característica más prominente es que, cuando se enfría el aire a elevada temperatura, entre 750º y 900º, el temple suele hacerse con enfriamiento de agua o de aceite. Básicamente, según sea el espesor. Este tipo de acero contiene una matriz perlítica/ferrítica. La cual, ofrece propiedades mecánicas superiores , con un buen acabado superficial y un gran endurecimiento. Gracias a esto, destaca su aplicación en partes que requieran un alto nivel de resistencia de tracción y que tengan una gran resistencia al desgaste.

Videos: https://www.struers.com/es-ES/Knowledge/Materials/Stainless-Steel#summary https://www.cedinox.es/es/acero-inoxidable/tipos/index.html https://www.mecanizadossinc.com/acero-perlitico-mecanizacion-precision/

ANEXO Tabla de los metales Temperatura Elemento Símbol N° Densidad de fundición Químico o Protones (g/ml) °C

Sistema Tipo de red Cristalino Cristalina

Hierro

Fe

26

7.86

1495

Cúbico

simple

Aluminio

Al

13

2.7

660

Cúbico

centrado en el cuerpo

Magnesio

Mg

12

1.74

650

Hexagonal

simple

Cobre

Cu

29

8.96

1083

Cúbico

Níquel

Ni

28

8.9

1453

Cúbico

Carbono

C

6

2.26

3727

Hexagonal

simple

Oxigeno

O

8

1.14

-218.8

Ortocúbico

simple

Hidrogen o

H

1

0.071

-259.2

Hexagonal

simple

Nitrógeno

N

7

0.81

-218.8

Hexagonal

simple

Argón

Ar

18

1.4

-189.4

Cúbico

centrado en el cuerpo

centrado en el cuerpo centrado en el cuerpo...