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CIENCIA DE LOS MATERIALES PRÁCTICA ACRITUD y DEFORMACIÓN PLÁSTICA y TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Grupo: Apellidos y Nombre: David Sousa Orta Jesús Sánchez Morales

1. Determinación de la curva endurecimiento por deformación en frío (acritud). Tenemos dos placas de acero inoxidable de grosores 5,1 y 2,48 mm. El primero es un acero inoxidable austenítico (AISI 302) y el otro es un acero inoxidable ferrítico (AISI 410). Después de someter a cada una de las placas a una deformación en frío mediante un proceso de laminado, se obtuvieron los siguientes resultados: Para el acero austenítico (AISI 302). Espesor (mm) 5,10 4,96 4,67 4,26 3,71 3,52 3,28 2,89

Dureza HRB 39 51 58 66 69 73 73 73

Para el acero ferrítico (AISI 410). Espesor (mm) 2,48 2,47 2,22 1,85 1,58 1,20 0,65

Dureza HRB 29 29 43 50 54 57 57

Teniendo en cuenta los anteriores resultados: a) Calcule el porcentaje de reducción de cada una de las placas y represéntelo frente a la dureza. Establezca diferencias entre los dos aceros y explique a que se deben estos resultados. ¿Se podría con alguno de estos aceros obtener una dureza de al menos 42 HRB? Justifique su respuesta.

acero austenítico (AISI 302) 80 70

Dureza HRB

73

73

73

58

60 50

69

66 51 39

40 30

20 10 0 0

10

20

30

40

50

Porcentaje de reducción(%)

acero ferrítico (AISI 410) 60 50

Dureza HRB

50

57

54

57

43

40 29 29 30 20 10 0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Porcentaje de reducción(%)

Acero inoxidable 35

30

30

Dureza HRB

25

23

22

20

20 15 10 5 0 0

2

4

6

8

10

12

Porcentaje de reducción(%)

14

16

18

Comparación aceros 80 70

Dureza HRB

40 30

73 73

58

60 50

69

66 51 39

73 57

54

50

57

43 30

29 29 20

22 23

0

10

20 10 0 20

30

40

50

60

70

80

Porcentaje de reducción(%)

El primer acero, austenítico (AISI 302), presenta mayor dureza respecto al otro acero, ferrítico (AISI 410), en porcentajes iguales de reducción. Esto es debido a que el acero inoxidable austenítico presenta gran ductilidad, es decir, permite aumentar considerablemente su resistencia por deformación en frío. En cambio, la ductilidad del acero inoxidable ferrítico es menor a la del inoxidable austenítico debido a la menor plasticidad Fe-alfa y al efecto endurecedor del Cr en solución sólida.

En ambos casos se podía obtener una dureza de 42 HRB pero se deberá reducir solo un 2.5% aproximadamente para el acero austenítico y un 10.5% aproximadamente el acero ferrítico y habrá que tenerlo en cuenta.

2. Curvas de tracción en plásticos. Tras someter a un ensayo de tracción a los siguientes materiales poliméricos: HDPE, ABS y PET se han obtenido los siguientes resultados (tabla excel adjunta). A partir de estos resultados: a) Represente la carga frente al alargamiento para los tres materiales poliméricos y explique qué diferencia existe entre las distintas curvas en función del tipo y la estructura de los materiales. b) A partir de la curva de tracción determine la tensión máxima de rotura y la máxima deformación producida para cada uno de los materiales.

600

HDPE

500

Carga (N)

400

300

200

100

0 -20

0

20

-100

40

60

80

100

120

20

25

30

Alargamiento (mm)

Tensión máxima de rotura: 500 N Máxima deformación producida: 111.534 mm 2500

ABS

Carga (N)

2000

1500

1000

500

0 -5

0

5

Alargamiento (mm) 10 15

Tensión máxima de rotura: 2200 N Máxima deformación producida: 26.128 mm

3000

PET 2500

Carga (N)

2000

1500

1000

500

0 0

0.5

1

Alargamiento (mm) 1.5 2

2.5

3

3.5

100

120

Tensión máxima de rotura: 2700 N Máxima deformación producida: 3.268 mm

3000

2500

Carga (N)

2000

1500

1000

500

0 -20

0 -500

20

40

60

Alargamiento (mm)

80

1. El polímero HDPE (polietileno de alta densidad) es un material termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno. Entre sus características, como podemos observar en la gráfica vemos presenta una gran deformación plástica a cargas relativamente bajas, en cambio la deformación elástica es muy pequeña. Esto produce muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformado empleados para termoplásticos, como inyección y extrusión. Además, es muy tenaz y fácilmente reciclable.

2. El polímero ABS es un material termoplástico amorfo. En la gráfica podemos observar diferentes características como que es muy tenaz y rígido. 3. El polímero PET es un polímero termoplástico lineal con alto grado de cristalinidad. Según la gráfica es el que presenta mayor dureza ya que es al que hay que aplicarle mas carga par deformarlo, en cambio presenta muy poca deformación platica, es casi nula.