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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FACULTA DE INGENIERIA MECANICA Y CIENCIAS
DE LA PRODUCCION
NOMBRE:
RUBEN DARIO CARAGUAY AMBULUDI.
CURSO:
105
MATERIA:
MATERIALES DE INGENIERIA
TITULO DE EXPERIMENTO:
IDENTIFICACION DE FASES DEL ACERO
PROFESOR:
JOSE PILATAXI SISLEMA
FECHA DEL EXPERIMENTO:
03/12/2015
FECHA DE ENTREGA DEL EXPERIMENTO:
10/12/2015
INTEGRANTES:
RUBEN CARAGUAY
JONATHAN FLORES
FERNANDO SOLANO
MICHELLE TRUJILLO
GUAYAQUIL-GUAYAS-ECUADOR
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OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO:
Uso de técnicas metalográficas para identificación de fases en aceros
Uso de diagrama de fases Fe-C para determinación de tipo de acero (hipoeutectoide,
eutectoide, hipereutectoide) y así deducir/verificar la microestructura.
RESUMEN:
Este experimento consistió en la determinación de la microestructura interna y fases de
tres probetas de aleaciones de acero diferentes. Para alcanzar el objetivo principal fue
necesario someter a estas probetas primeramente a un proceso de desbaste, el que
consistió en ir lijando una cara de las probetas en un banco de lijas de diferentes
numeraciones de borde de grano, estas iban en orden ascendente desde la 320, 400,600 y
1000, esto debía hacerse en una sola dirección, es decir que la dirección del lijado en la
muestra quedara vertical. Antes de pasar a la siguiente lija, por cada desbaste de la cara
de las muestras era necesario girarla 90 grados y realizar el mismo proceso anterior, así
sucesivamente hasta llegar a la última lija, este proceso se lo realizo a una velocidad
constante de aproximadamente 5cm/s. Todo esto bajo la norma ASTME01 Metalograph.
Finalizado el proceso de desbaste, llevamos nuestras muestras a un proceso de pulido,
este se basó en pulir su cara desbastada en una pulidora de paño fino y luego con otra
pulidora de paño grueso y con la aplicación de alúmina procedimos a pulir nuestras
muestras.
Luego del pulido, sometimos a las muestras a un ataque quimico, con Nital al 3%, para
inmediatamente parar la reacción con etanol, este proceso se lo realiza debido a que el
nital ataca a la perlita de una forma mayor que a la ferrita, esto nos ayudara a poderobservar con mayor definición las distintas fases presentes en estas probetas ya que
estarán bien definidas.
Finalmente a las probetas la llevamos al microscopio óptico y con 500 X de aumento se
pudo observar en la muestra uno, un contenido de 0.25%C, en la segunda muestra
martensita con 0.8%C y en la tercera muestra 2 fases: perlita y ferrita con 0.35%C.
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TEORIA:
La metalografía es la ciencia que estudia la relación entre la composición química, la
estructura y las propiedades de los metales y sus aleaciones, para lograr mejora en lasúltimas, variando las dos primeras. (William F. Smith , 2006)
La metalografía estudia la microestructura del material, análisis de un material y la
determinación visual, si el material está correctamente procesado hay fiabilidad de que se
pueda determinar indicios que un material no falle en el ensayo posteriores.
La metalografía emplea las más diversas técnicas actuales para sus fines. En este
laboratorio se emplearán un micro-durómetro Vickers, ofreciendo el primero la
información acerca del micro-estructura de los metales y el segundo acerca de su dureza.
Prueba de dureza micro-indentación o micro-durómetros es una herramienta muy valiosa
para el ingeniero de materiales, pero debe ser usado con cuidado y comprensión completade los posibles problemas.
El propósito de la prueba de dureza micro-indentación es estudiar los cambios de escala
fina en la dureza, esta técnica se conoce comúnmente como la prueba de micro-dureza.
La carga aplicada y el tamaño guión resultante son pequeños en relación con las pruebas
a granel, pero el mismo número de dureza se deriva. En consecuencia, el Comité de la
norma ASTM E-4 en Metalografía recomienda el término "ensayo de dureza micro-
identación", (Askeland, 1998)
ilustracion1. Después de la micro-identacion
El ideales(d) / relación (D) (d = diámetro impresión, D = diámetro de la bola) para un
penetrador esférico es 0.375. Si se dibujan tangentes a la pelota en los bordes de impresión
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de d / D = 0.375, se encuentran por debajo del centro de la impresión en un ángulo de 136
grados, el ángulo elegido para el penetrador Vickers.
Figura 2. Relaciones de diámetro del micro-identador
F = carga in kgf
d = relación de distancias, d1 and d2 in mm
HV = Dureza vickers
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ENFOQUE EXPERIMENTAL:
Materiales y equipos:
En los materiales de este experimento se utilizó una probeta
metalográfica de aleación de acero, para el proceso de desbaste delmaterial se utilizó un juego de lijas de (240, 320, 400, 600,1000)
granos/mm2, alúmina para el pulido. Para la manipulación de la
muestra fue necesario recurrir a guantes, mascarilla para evitar
intoxicaciones por inhalación, para el ataque químico fueron
necesario Nital al 3% y alcohol para detenerlo.
En lo que respecta a los equipos utilizados, se utilizó un microscopio
óptico para realizar el análisis metalográfico cuyo software se
denomina X PLUS, una pulidora de probetas metalográficas marca
STRUERS de paño fino y grueso.
Condiciones de prueba:
Las condiciones de prueba del experimento de realizaron a temperatura ambiente, con
una humedad relativa del 42% y bajo la norma ASTM E01 Metalograph con un solo
ensayo por probeta.
Procedimiento experimental:
Primero seleccionamos una probeta metalográfica de acero, escogemos una cara
determinada de la probeta la desbastamos con una lija diferente hasta que todas la líneas
de desbaste estén vertical, la giramos 90 grados y realizamos el mismo procedimiento
pero con las demás lijas, cabe recalcar que estas lijas usadas para el desbaste tienen
diferente numeración y estas hacen referencia a la distancia de separación de su borde
grano. Para poder obtener un acabado pulido, fue necesario el uso de la pulidora universal
marca “STRUERS” y alúmina, la cual es un metal en pasta que nos ayuda a mejorar el
acabado y obtener una superficie especular, esta pulidora trabaja a una velocidad de 2.5
X 1000 rev/min.
Para iniciar el ataque químico por un lapso de 45 segundos se utilizo Nital al 3%, el cual
es una solución compuesta por acido nitrico y etanol y para finalizarlo se añadio alcohol
a las muestras.
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La interaccion que el nital realiza con las fases de ferrita y perlita presentes en el material
nos ayudo a poder observar en un microscopio ‘OLYMPUS’ modelo ‘GX-41’ con un
aumento de 500 X
ANALISIS DE RESULTADOS:
En esta probeta metalográfica podemos observar sus fases y comparándola con una
imagen teórica se puede aproximar las observaciones y asegurar que posee un contenido
de carbono de 0.25% de carbono, por lo tanto se trata de un acero al carbono medio
hipoeutectoide con un trabajo en frio realizado esto debido a que la imagen teorica nos
indica y sus fases se encuentran deformadas y achatadas.
Figura 1 Probeta metalográfica #1 a 500X
Figura 2 Imagen teorica de una chapa
laminada de o.25%C hipoeutectoide.
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En este análisis metalográfico de la probeta # 2 podemos observar que se trata de un acero
martensitico con una concentración de carbono de 0.85% lo que indica que es un acero
hipereutectoide es por eso su forma acicular.
Figura 3 Probeta metalografica #2 a 500X
Figura 4 Imagen teorica de acero
martensitico con 0.85%C
Figura 5 Probeta metalografica #3 a 500X Figura 6 Imagen teorica de un
acero al carbono medio
hipoeutectoide con 0.35%C
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Podemos observar en la probeta #3 la presencia de ferrita y perlita con un porcentaje de
carbono de 0.35 indicandonos que esta probeta es de un acero al carbono medio
hipoeutectoide.
CONCLUSIONES:
En base a las observaciones podemos llegar a la conclusión de que conforme sometamos
a nuestra probeta al proceso de desbaste bajo su respectiva norma ASTM podremos
observar con buena definición las fases que se encuentran presentes.
Se aprendió el buen uso de las técnicas metalográficas para la identificación de las
diferentes fases presente en los aceros.
Se pudo determinar por medio del diagrama de Fe-C la identificación y determinación
del tipo de acero según su contenido de carbono, estos son hipoeutectoide, e
hipereutectoide, y asi poder deducir y verificar la microestructura.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
Askeland, D. R. (1998). Ciencia e ingenieria de los materiales (3 ed.). Mexico: International
Thomson Editores.
William F. Smith . (2006). Fundamentos de la ciencia e ingenieria de materiales (4 ed.). Mexico
D.F.: McGraw-Hill Interamericana.
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ANEXOS:
Figura 7 Diagrama Fe-C
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