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GUIA DE LABORATORIO N° 2: RECONOCIMIENTO DE MATERIALES

ASIGNATURA: LABORATORIO

DE

INGENIERÍA

DE

MATERIALES PROFESORA: ING. ROSA MARIA TIBURCIO ALVA

Ciclo 2018-IIil del 2013 [Escribir texto]

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INTRODUCCIÓN AL ENSAYO

El estudiante debe tener conocimiento de las propiedades de los materiales para poder utilizarlos en distintas aplicaciones, el que diseña el producto será capaz de elegir el material correcto para su aplicación en base a sus propiedades y debe reconocer como podría cambiar esas propiedades con el tiempo y debido al procedimiento. Los ensayos de materiales se realizan por procedimientos mecánico-tecnológicos. En los ensayos tecnológicos se investiga el comportamiento del material durante su mecanizado (corte o conformado), mientras que en los ensayos mecánicos se investiga especialmente la resistencia del material a deformación y la rotura. De acuerdo con la acción de la fuerza que actúa se distingue la solicitación a tracción, compresión, flexión y cortadura. Estos ensayos en el taller no dan resultados numéricos, sino que indican solamente el comportamiento del material durante su mecanización. En el presente ensayo se pretende reconocer los materiales mediante las siguientes pruebas: de penetración o punzonado, desprendimiento o aserrado, sonido, chispas y dureza.

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL RECONOCIMIENTO DE MATERIALES

1. OBJETIVOS GENERAL: Con el ensayo de los materiales se deben verificar las propiedades y determinarse el comportamiento de aquellos bajo la acción de las influencia externas. ESPECÍFICOS:  Aprender a usar de forma adecuada las herramientas de corte manual existentes en el laboratorio.  Reconocer e identificar los tipos de materiales haciendo uso del arco de sierra (desprendimiento o aserrado).  Reconocer e identificar los tipos de materiales haciendo uso de la prueba de penetración o punzonado.  Reconocer e identificar los tipos de materiales haciendo uso de la prueba de sonidos de impacto del material.  Reconocer e identificar los materiales que producen chispa y los que no.

2. MATERIALES Y EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y HERRAMIENTAS MATERIALES:  01 barra o placa de acero aleado V320 o algún tipo acero con su código de colores con diámetros comprendidos entre 1” a 1 1/2” (25 a 40 mm) y longitud de 2” a 4” (50 a 100 mm).  01 barra lisa de acero ASTM 36 (ISO SAE 1045) con diámetros comprendidos entre 1” a 1 1/2” (25 a 40 mm) y longitud de 2” a 4” (50 a 100 mm).  01 barra de bronce con diámetros comprendidos entre 1” a 1 1/2” (25 a 40 mm) y longitud de 2” a 4” (50 a 100 mm).  01 barra de aluminio con diámetros comprendidos entre 1” a 1 1/2” (25 a 40 mm) y longitud de 2” a 4” (50 a 100 mm). 2

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL  Manual de aceros especiales BӦHLER u otro.  Manual o catálogo de productos de Aceros Arequipa.  Hojas de sierra bimetálicas de 300 mm.

EQUIPOS:  Esmeril.  Tornillo de banco.  Banco de trabajo.

HERRAMIEN

  Arco de sierra.  Martillo  Punzón o granete. INSTRUMENTOS:  Vernier  Escuadra de matricero de 90 lisa.  Mármol para trazado.

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD:  Mandil  Lentes de seguridad  Zapatos  Careta  Proyector de oídos (tapón de triple barrera)

3. FUNDAMENTO TEORICO En ingeniería, un material es una sustancia con alguna propiedad útil, sea mecánica, eléctrica, óptica, térmica o magnética. Los materiales se pueden clasifican según su uso en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen distintas propiedades. En la presente guía de laboratorio clasificaremos a los materiales en dos grandes grupos los metales y los no metales como se muestra en la figura N° 1. Figura N°1: Diagrama de clasificación de los materiales en Ingeniería.

MATERIALE S

No metales

Metales

Ferrosos

No ferrosos

Orgánico s

Fuente: Elaboración propia.

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Inorgánic os

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 4. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Las propiedades de los materiales se pueden clasificar en 3 grandes grupos 4.1.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUIMICAS Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo, dilatación, masa, peso y densidad.

4.2.

PROPIEDADES MECÁNICAS Las propiedades mecánicas de un material describen su comportamiento bajo la acción de fuerzas externas tales como: tracción, compresión, flexión, cizalladura y torsión. Las propiedades mecánicas más conocidas son:  Resistencia.  Elasticidad y la plasticidad.  Fragilidad y la tenacidad.  Dureza.

4.3.

PROPIEDADES TECNOLOGICAS Las propiedades tecnológicas indican el comportamiento del material al trabajarlo, las más conocidas son:  Colabilidad  Maleabilidad.  Mecanizabilidad  Soldabilidad  Templabilidad

5. ENSAYO DE MATERIALES 5

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Los ensayos de materiales permiten determinan los valores de resistencia, verifican las propiedades y determinan su comportamiento bajo la acción de las influencias de fuerzas o estímulos externos. Los ensayos de materiales los podemos clasificar en 2 grandes grupos de ensayos: tecnológicos y mecánicos. En los ensayos tecnológicos se investiga el comportamiento de los materiales durante su proceso de mecanizado y en los ensayos mecánicos se investiga la resistencia del material a la deformación y la rotura. 5.1.

ENSAYOS EN EL TALLER En este tipo de ensayos no se obtiene resultados numéricos, lo que se puede hacer es observar el comportamiento de un material durante su mecanización pudiendo ser los siguientes:  Medición de la dureza comparando huellas o prueba de penetración.  Prueba de chispa.  Prueba de sonido.  Prueba de corte  Prueba de viruta o aserrado. 6. PREPARACIÓN DE MATERIAL Para

observar

de

manera

diferenciada

las

propiedades de cada uno de los materiales disponibles se realizaran cinco experimentos los cuales se describen a continuación. 6.1.

PRUEBA DE PUNZONADO O PENETRACIÓN 1. Seleccionar la parte plana del material a experimentar (probeta) apoyarla sobre una superficie plana o sostenerla con la ayuda de un tornillo de banco. 2. Haciendo uso de un martillo y un punzón o granete, colocar la punta del granete sobre la superficie plana de la probeta como se muestra en la figura N° 2, golpear con el martillo sobre el granete usando la misma 6

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL fuerza para cada una de las cuatro muestras o probetas (se recomienda que los impactos sobre el punzón los realice una sola persona). Figura N°2 Ensayo de punzonado sobre una superficie plana

3. Repetir el experimento, pero esta la probeta debe ser sostenida firmemente por sus lados con la ayuda de un tornillo de banco; en una cara lateral golpear con el martillo sobre el granete usando la misma fuerza para cada una de las cuatro muestras o probetas como se muestra en la figura N° 3. Figura N°3 Ensayo de punzonado sobre una superficie lateral

4. Observar y comparar las marcas dejadas por el punzón en cada uno de los materiales, en cada lado de las probetas como se muestra en la figura N° 05 y anotar los resultados obtenidos en el cuadro N° 1 en orden de acuerdo a su dureza del más duro al menos duro y anotar detalles como la profundidad y forma de la huella. Figura N°5 Marcas dejadas por los punzones.

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 6.

Cuadro N° 1 Resultados del ensayo de penetración Resultados de Dureza según la Penetración Material 1: Material 2: Material 3: Material 4: 6.2. PRUEBA DE VIRUTA O ASERRADO 6.1

Seleccionar la parte plana del material a experimentar (probeta) apoyarla sobre una superficie plana o sostenerla con la ayuda de un tornillo de banco.

6.2

Para esta prueba utilizamos cada uno de los materiales solicitados y con la ayuda de la sierra determinaremos la facilidad con la cual se desprende la viruta al aserrar al material.

Cuadro N° 2 Resultados del ensayo de aserrado

Resultados de Dureza según el aserrado Material 1: Material 2: Material 3: 8

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS – FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Material 4: 7.

Ensayo de Corte Para este ensayo usaremos nuevamente la prensadora y dejaremos libre un extremo del material, con la ayuda de la sierra sujeta de un arco, realizaremos un solo corte vertical en un sentido, al igual que en el ejercicio anterior se recomienda que sea una misma persona la que realice este ensayo, con igual cantidad de fuerza, para así tener una mayor veracidad del experimento.

Resultados de Tenacidad según el Ensayo de Corte Material 1: Material 2: Material 3: Material 4: 8.

Ensayo de Sonido El siguiente experimento se debe de realizar en un ambiente aislado (de preferencia una habitación cerrada), ya que así impediremos de cierta manera la intromisión de ruidos externos y ajenos a la experiencia. Sostener cada una de las piezas-muestras a una cierta altura y dejarlas caer (V 0=0), escuchar y tomar nota de los diferentes sonidos al impactar con el suelo (graves o agudos, largos o cortos, etc.).

Agudo/Grave

Largo/Corto

Material 1: Material 2: Material 3: Material 4: 9.

Ensayo de Chispa Para este ensayo usaremos el motor con las piedras de esmeril, precisamente la de piedra gruesa; asir fuertemente cada pieza y

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acercarla al esmeril, observar las diferentes chispas que se producen. Color de la chispa

Separación entre chispas

Material 1: Material 2: Material 3: Material 4:

CONCLUSIONES

10.

SUGERENCIAS Y RECOMENDACIONES

11.

BIBLIOGRAFIA

12.

ANEXOS

10

Tipo de chispa

Longitud alcanzada...