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• Edisson Ochoa Camargo

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DETERMINACION DE LA ESTRUCTURA EN MATERIALES NO FERROSOS

PAOLA ANDREA SANCHEZ 201320574 DUMAR EDISSON LEONARDO OCHOA 201310881

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA INGENIERIA METALURGICA TUNJA 2015

INTRODUCCION La metalografía es la rama de la metalurgia que se encarga sobre el estudio de la estructura de un metal-aleación y la relaciona con la composición química, con las propiedades mecánicas y físicas. Mediante el estudio de la metalografía podemos determinar diferentes propiedades y estructuras del material utilizado, ya sea micrográficamente o macro gráficamente. En la realización de ensayos metalográficos, seguimos una seria de etapas, para poder así observar microscópicamente nuestra estructura o determinada composición o análisis que deseemos. Si la alguna etapa no se desarrolla de manera perfecta esto nos ocasionará un gran error en la obtención de resultados y alterara completamente las fases del material que estemos utilizando. En el laboratorio tenemos instrumentos y normas las cuales debemos desarrollar plenamente para poder proceder con nuestros materiales, debido a esto es necesario entender y aplicar cada normatividad escrita para nuestras prácticas o/u ensayos.

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1. OBJETIVOS 1.1. Caracterizar los elementos presentados y a utilizar en el laboratorio. 1.2. Familiarizar las diversas características microscópicas de los materiales utilizados, en este caso bronce. 1.3. Determinar la estructura de un material no ferroso e identificar su tamaño de grano. 1.4. Reconocer los diferentes métodos de ataque químico, para revelar las estructuras de los materiales. 1.5. Proceder de manera eficaz reconociendo el procedimiento para cada material a utilizar.

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2. MARCO TEORICO 2.1. CLASIFICACIÓN DE LOS METALES NO FÉRRICOS. Atendiendo a su densidad se pueden clasificar en:

Dependiendo de sus características, estos materiales sustituyen con ventaja a los derivados del hierro en múltiples aplicaciones tecnológicas. Sin embargo, resultan más caros de obtener debido a diversas razones, entre las que destacan las siguientes: 2.1.1. La baja concentración de algunos de estos metales es sus menas. 2.1.2. La energía consumida en los procedimientos de obtención, y afino, ya que, la mayoría de los casos, se trata de procesos electrolíticos para los que se emplea energía eléctrica. 2.1.3. La demanda reducida, que obliga a producirlos en pequeñas cantidades. 2.1.4. Los metales no férricos de mayor aplicación industrial son el cobre y sus aleaciones: el aluminio, el plomo, el estaño y el cinc. Otros como el mercurio y el volframio, se aplican en ámbitos industriales muy específicos. 2.1.5. Los demás metales casi nunca se emplean en estado puro sino formando aleaciones. Es el caso del níquel, el cromo, el titanio o el manganeso. Los metales no férricos de mayor aplicación industrial son el cobre y sus aleaciones: el aluminio, el plomo, el estaño y el cinc. Otros como el mercurio y el volframio, se aplican en ámbitos industriales muy específicos. Para este ensayo utilizamos cobre en aleación, utilizamos la aleación cobre estaño, conocida como bronce. Por ende hablaremos sobre el cobre en mena y sus dos principales aleaciones: 6

Propiedades del cobre; Ya era conocido en épocas prehistóricas, las primeras herramientas y enseres fabricados probablemente fueran de cobre. Se han encontrado objetos de este metal en las ruinas de muchas civilizaciones antiguas, como en Egipto, Asia Menor, China, sureste de Europa, Chipre (de donde proviene la palabra cobre), Creta y América del Sur. El cobre puede encontrarse en estado puro, es un metal de color rojizo, se trata de un metal bastante pesado, con una densidad de 8,9 g/ cm³, cristaliza en la red cúbica centrada en las caras, y su punto de fusión es de 1083 ºC, es después de la plata, el mejor conductor del calor y de la electricidad, sus propiedades mecánicas más destacables son la maleabilidad y la ductilidad, que le proporcionan un alargamiento de hasta un 50% más de su longitud inicial sin romperse, además es poco resistente a los agentes atmosféricos. El cobre, a la intemperie, se recubre de una capa de carbonato, de color verdoso, denominada cardenillo, que la protege de la oxidación posterior, las aleaciones de cobre, mucho más duras que el metal puro, presentan una mayor resistencia y por ello no pueden utilizarse en aplicaciones eléctricas, no obstante, su resistencia a la corrosión es casi tan buena como la del cobre puro y son de fácil manejo. Las dos aleaciones más importantes son el latón, una aleación con cinc, y el bronce, una aleación con estaño; A menudo, tanto el cinc como el estaño se funden en una misma aleación, haciendo difícil una diferenciación precisa entre el latón y el bronce, ambos se emplean en grandes cantidades; también se usa el cobre en aleaciones con oro, plata y níquel, y es un componente importante en aleaciones como el monel, el bronce de cañón y la plata alemana o alpaca. 2.2. BRONCE Los tres bronces al estaño más comunes contienen aproximadamente 5, 8 y 10% de estaño y se conocen como aleaciones A, C y D, respectivamente. Contienen por lo general, fósforo desde trazas hasta 0.40%, lo cual mejora sus cualidades para fundición o vaciado, los endurece un poco y ha dado origen al nombre conducente a Bronce Fosforoso; los bronces se caracterizan por sus propiedades elásticas. Los Bronces al Aluminio, con 5 y 8% de Aluminio, son aplicables por su alta resistencia mecánica y su buena resistencia a la corrosión, y algunas veces a causa de su color dorado. Los que contienen 10% de aluminio y otras aleaciones con cantidades aún mayores son muy plásticas en caliente y tienen resistencia mecánica excepcionalmente alta, en particular después del tratamiento térmico.

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Bronces al silicio, se fabrican cierto número de aleaciones en las cuales el Silicio es el elemento principal de aleación, pero también contienen cantidades apreciables de Zinc, hierro, estaño o manganeso. Estas aleaciones son tan resistentes a la corrosión como el cobre y poseen excelentes propiedades para el trabajo en caliente combinadas con alta resistencia mecánica. Su característica sobresaliente es la soldabilidad por todos los métodos. Se usan mucho aleaciones parar soldadura al arco u oxiacetilénica en depósitos de agua caliente y para procesos químicos.

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3. DISEÑO METODOLOGICO 3.1. Procedimos a cortar una probeta de ½” por 2 cm de longitud de bronce. 3.2. Se hace una preparación mecánica al bronce, con desbaste y pulido según la norma Astm E3. 3.3. Determinamos el tamaño de grano según la norma E112. 3.4. Atacamos la probeta de bronce con cloruro férrico al 5%. 3.5. Tomamos dos micrografías a 100x y 500x. (ver anexos) 3.6. Identificamos la microestructura de la probeta.

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4. ANALISIS METALOGRAFICO Mediante la norma Astm E3 desarrollamos la probeta de bronce y la atacamos con cloruro férrico al 5%, para poder observar su estructura luego realizamos dos micrografías al 100x y a 500x, y procedemos mediante la norma Astm E 112 a determinar el tamaño de grano. Realizamos el procedimiento por comparación y obtenemos

IMAGEN 1: COMPARACION A 100X BRONCE Según la comparación resolvimos que G=8 equivalente a 0.00050 mm2 10

5. CONCLUSIONES 5.1. Determinamos el tamaño de grano para una probeta de bronce. 5.2. Observamos que la el tamaño de grano del bronce es objetivamente pequeño. 5.3. Familiarizamos las diferentes etapas a realizar mediante la norma astm E3 5.4. Logramos observar el ataque químico realizado al bronce, mediante cloruro férrico al 5%

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6. INFOGRAFIA Y BIBLIOGRAFIA 6.1. NORMA ASTM E 112, Determinación del tamaño grano. 6.2. NORMA ASTM E3, preparación de muestras. 6.3. WWW.INOXIDABLE.COM//CORROSION 6.4. E-EDUCATIVA.CATEDU.ES/447001657/aula/archivos/repositorio/1000/1093

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7. ANEXOS

IMAGEN 1 BRONCE 500X

IMAGEN 2 BRONCE 100X

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