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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN” “FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS” “ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MATERIALES”      

ENSAYO DE MATERIALES PRACTICA Nº 1: ENSAYO DE LA CHISPA ALUMNO: CALANI SIHUAYRO WINDER CUI: 20163260 TURNO: MIERCOLES 5:40 – 7:40 FECHA: MIERCOLES, 11 DE ABRIL

 OBJETIVOS: 1. Identificar los tipos de chispas y detallar como se producen en los materiales 2. Clasificar en una forma simple y aproximada la composición, el contenido de carbono u otros elementos de los materiales traídos al laboratorio como son: aceros, aceros especiales, tipos de fundición y polímeros. 3. Aprender como es el uso del esmerilado. 4. Analizar cuando el material hace contacto con la muela de esmeril. 5. Identificar las diferentes formas de chispa que se producen en el contacto del material con el esmeril desde el inicio hasta el acabado de la chispa.

 INTRODUCCION TEORICA: El siguiente informe pretende proporcionar una introducción breve y elemental sobre el ensayo de la chispa dando a conocer como es el proceso de manera simple aplicando técnicas de esmerilado por lo cual se trabaja con materiales haciendo uso de la muela de esmeril. La prueba a mostrar es probablemente uno de los métodos mas usados para identificar la variedad de materiales metales con alto y bajo contenido de carbono siendo este además la prueba para ver y diferenciar el contenido de otros elementos en dichos materiales. Utilizaremos una esmeriladora de alto contenido de carbono para la dicha practica. Mediante la muela de esmeril a alta velocidad le aplicamos una cantidad de fuerza al material y esta emitirá unos destellos o chispas característicos de cada material esto nos ayudara a diferenciar y clasificar los materiales ya sea por el tipo de metales o polímeros o aleaciones y demás.{1}

 Definición de Chispa: Se define a la chispa como la partícula encendida que salta de una materia que arde o del roce de dos objetos, (Descarga de luz entre dos cuerpos con carga eléctrica). Tenemos algunos tipos de chispas como son: -

Forma de la chispa: ramillete con espinas y puntas de lanza color rojo Tipo de acero: acero templado y revenido. Composición química: 0,42 C - 1,1 Cr - 0,2 Mo

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Forma de la chispa: chispas continuas, algunas espinas formado por estallidos de carbono. Tipo de acero: Acero endurecido Composición química: 0,21 C - 1,3 Mn - 1,2 Cr

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Forma de la chispa: chispas contínuas, espinas formadas por estallidos de cabono. Tipo de acero: acero al carbono para herramientas. Composición química:0,45 C - 0,3 Si - 0,7 Mn

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Forma de la chispa: muchos estallidos de carbono que comienzan al pie del haz, muchos ramos Tipo de acero:acero al carbono para herramientas Composición química:1,05 C - 0,2 Si - 0,2 Mn

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Forma de la chispa: Antes de los estallidos de Carbono se incrementa la luz en el flujo primario. Muchos ramos pequeños Tipo de acero:Acero aleado con Mn-Si Composición química:0,60 C - 1,0 Si - 1,1 Mn 0,3 Cr

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Forma de la chispa:Flujo de chispas amarilla, aclarando en el centro, formando espinas en los extremos Tipo de acero:Acero para herramientas aleado Mn Composición química: 0,90 C - 2,0 Mn - 0,4 Cr - 0,1 V

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Forma de la chispa:Pocos estallidos finos de Carbono seguidos por club liso luminoso Tipo de acero:Acero para herramientas aleado W Composición química:0,60 C - 0,6 Si - 1,1 Cr 0,2 V - 2,0 W

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Forma de la chispa:Un flujo delgado y lineal, el cuadro de la chispa vivo, chispas discontinuas en las cabezas Tipo de acero:Acero para herramientas aleado Cr-W Composición química:1,05 C - 1,0 Mn - 1,0 Cr - 1,2 W

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Forma de la chispa:Haz corto. Templado: con pocos. Endurecido: con muchos ramos luminosos Tipo de acero:Acero para herramientas aleado con Cr carbono alto, ledeburita alta Composición química:1,55 C - 12,0 Cr - 0,7 Mo - 1,0 V

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Forma de la chispa:El flujo de chispas continuas, alguno los estallidos de carbono, chispa coloreada de naranja en la cabeza Tipo de acero:Acero para trabajo en caliente, alta aleación Composición química:0,40 C - 1,0 Si - 5,3 Cr - 1,4 Mo - 1,0 V

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Forma de la chispa:El flujo de chispas rojo oscuro con brillo en la punta de la lanza, pocas espinas Tipo de acero:Acero de alta velocidad Composición química: 0,90 C - 4,1 Cr - 5,0 Mo - 1,9 V - 6,4 W

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Forma de la chispa: chispas del flujo rojas, punteadas oscuras con brillos en las cabezas de la chispa Tipo de acero: Acero de alta velocidad Composición química:1.23 C - 4,1 Cr - 3,8 Mo - 3,3 V - 10,0 W

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Forma de la chispa:Haz corto con espina como los estallidos de carbono Tipo de acero: Acero inoxidable Composición química:0,40 C - 13,0 C

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Forma de la chispa:Flujo continuo, chispa sin los estallidos de carbono Tipo de acero:Acero inoxidable Composición química:0,07 C - 18,5 Cr - 9,0 Ni{2}

 Ensayo de Chispa: Sí se acerca una probeta de acero a una muela de esmeril en movimiento, los granos de la muela arrancan pequeñas partículas de acero, calentándolas hasta la temperatura de fusión, cuando esto ocurre se producen varias explosiones, en estas se va a descomponer carbono en combinación con el oxigeno del aire del medio ambiente, pero debemos notar que esto solo sucede con los materiales ferrosos. Graf 1.- muestra del ensayo de la Esta practica sirve para clasificar los tipos de aceros en chispa. base a su composición, verificamos las chispas que se producen al poner en contacto el material en una muela de esmeril que gira a gran velocidad (3,500 r.p.m.) De ella se desprenden determinadas estelas, con longitudes colores y explosiones de acuerdo a la cantidad de carbono que contiene el acero. De los metales se desprenden chispas con punta de lanza, estelas interrumpidas, además las explosiones tienen diferentes formas: floreadas, ranaje, gotas, etc. Así podemos determinar coloraciones y detalles de las chispas que producen los aceros.{3}

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Los aceros de bajo contenido de carbono forman pocos destellos, de una a dos explosiones con estelas delgadas y débiles. Los aceros de contenido medio de carbono producen estelas muy ramificadas y explosiones un poco mas frecuentes en forma de ranaje. Los aceros de alto carbono producen estelas abundantes. interrumpidas además explosiones desde el inicio.

 Identificacion de los materiales por las chispas: El método de identificación de los metales y demás materiales por las chispas consiste en saber y observar el nivel forma la intensidad de destello que produce cada material Esta prueba se realiza por observación de las chispas que se desprenden cuando se pone en contacto una pieza de acero contra una pieza de esmeril en movimiento. Luego se compara con el chart de chispa y se sacan conclusiones correspondientes.{4}

Grafica Nº 2: tipos de chispas fuente: Metalisteria

CUADRO Nº1 FUENTE: Capacitación practica para Ingenieros SENATI.

 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:  EQUIPOS Y HERRAMIENTAS : - Esmeril con su respectiva muela. - Muestra de diferentes aceros

 MATERIALES: -

Perno. Acero Galvanizado. Oz. Tubo de aluminio. Disco de freno. broca. Tijera. Fierro acero de construcción. Tubo (polímero).

En el laboratorio de Ingeniería de Materiales específicamente en el área de ensayo de materiales con la guía del Ingeniero Elmer Mamani se desarrolló la primera práctica del área que es Ensayo de Chispa que pretende mostrar las diferentes magnitudes como la cantidad de chispa que produce cada material dado de la siguiente manera. -

Por grupo de dos alumnos se agruparon para traer un elemento, material ya sea acero, acero galvanizado, acero especial, aluminio, cobre, polímero, fundiciones. Cada grupo de alumnos tiene que escoger tres de los varios materiales que se trajo en mi caso yo y mi compañero elegimos tijera un acero inoxidable, hierro con alto contenido de carbono, un polímero que en el caso fue un tubo. Los diferentes grupos de alumnos eligieron materiales similares y diferentes como fueron broca, acero galvanizado, perno, clavo, cegadora, aluminio, fundición, llave, alambre de construcción y demás. Haciendo uso del esmeril con sus respectivas muelas el Ingeniero a cargo ( Elmer) nos muestra como hacer el ensayo sujetando cada pieza de material desde una parte alta donde no pueda alcanzarnos la chispa y mostrando las

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dimensiones alcanzadas por dichas, además de la forma el acabado y demás aspectos. Los alumnos toman apuntes otros toman fotografías para un mejor análisis y una mejor realización de la practica . El Ingeniero muestra a todos los materiales de los grupos para que se observe en conjunto los diferentes destellos de las piezas. Cada grupo tiene que realizar el informe de las tres piezas elejidas y puestas en el ensayo y analizar las demás para un mejor aprendizaje.

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN: MATERIAL Perno

Tijera

Oz

TIPO DE CHISPA

DESCRIPCION DE LA CHISPA

COMPOSICION

Acero aleado con MN-Si AISI-Standar S4

Antes de los estallidos de carbono se incrementa la luz del flujo primario. Flujo continuo línea en los estallidos de carbono Ramillete con espinas y puntas de lanza color rojo.

0.60% C – 1.0 Si – 1.1 Mn-0.3 Cr

El flujo de líneas continuas algunos de los estallidos de carbono, línea coloreada de naranja en la cabeza. No produce chispa

0.40% C – 1.0% Si – 1.4 Mo – 1.0 V

Acero inoxidable AISI-Standar 304 Acero templado y revenido AISIStandar 4140

0.07% C 18.5% Cr0.2% Mo

0.42%C – 1.1% Cr – 0.2% Mo

Acero Galvanizado

Acero para trabajo en caliente, alta aleación AISIStandar H13

tubo de aluminio/ tubo pvc

x

Disco de freno

Acero para herramientas de aleado CrW AISIStandar-O1

Cuadro de la chispa vivo, líneas discontinuas en la cabeza.

1.05%C-1.0%Mn1.0%Cr-1.2%W

Broca

Acero de alta velocidad

El flujo de líneas rojo oscuro con brillo en la punta de la lanza.

0.90% C-4.1%Cr5.0%Mo-1.9%V6.4%W

Fierro, Acero de Acero al construcción carbono para herramientas

x

Muchos estallidos 1.05%C-0.2% Side carbono que 0.2Mn empiezan al pie del haz. Muchos ramos

Cuadro Nº 2 Resultados de los materiales

Nota: Observamos que en el cuadro Nº 2 hay materiales con gran destello por lo que se entiende que tiene altos índices de carbono y demás elementos, además otros materiales que no tienen gran destello como son el tubo de aluminio y el polímero que viene a ser el tubo de pvc.

 CONCLUSIONES: -

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Todas las chispas contienen tres zonas, primera, segunda y tercera zona la primera es la chispa del comienzo, la segunda la del centro, y la tercera zona en la parte de la punta de la chispa. Cada material tiene una composición química determinada. Dependiendo del material así presentan diferentes colores característicos de la chispa. Si probamos con el aluminio, polímeros, cobre, bronce, u otro material no ferroso no se genera chispa alguna, salvo sea aleación con acero y Carbono. Pudimos entender que si el material no presentaba chispa es porque no es un material ferroso, o no tiene aleacción con acero o carbono. Aprendimos que el esmeril es una herramienta útil para la realización de la práctica. La prueba de la chispa es probablemente uno de los métodos más usados para identificar los metales ferrosos

 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: -

La tecnología en el trabajo de los metales Alfred Richard Metalistería: Arte y Ciencia del Trabajo con metales Chispa en los metales. Wikipedia.com Fotos e imágenes tomadas en internet. Fotos tomadas en el laboratorio de Ingeniería de Materiales. Capacitación práctica para Ingenieros SENATI. {1} Chispa en Materiales (libro revista Ingenieros). {2} Monografias.Org. {3} Chispa Concepto Wikipedia. {4} Tipos de Chispas MAG.