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• Juan Francisco Villacis Escobar

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Tema.-

Aleación de Plomo

1. Resumen.Se ha realizado el análisis del plomo de las baterías de los autos, el cual es un material que se lo ha caracterizado como babbit al plomo SAE 13, el cual tiene una dureza de 19HB. Además presentan una microestructura trifásica, en la que se ha determinado que fases son con el diagrama ternario Pb-Sn-Sb.

2. Introducción.2.1 Plomo.Este material tiene peso elevado, alta densidad, suavidad, maleabilidad, bajo punto de fusión y baja resistencia mecánica, posee propiedades de lubricación, baja conductividad eléctrica, alto coeficiente de expansión y alta resistencia a la corrosión Este material se emplea en la utilización de acumuladores eléctricos, también en tetraetilo de plomo que es un antidetonante de la gasolina, también para pinturas de alta calidad. 2.1.1 Aleaciones al plomo.El antimonio y el estaño son elementos de aleación comunes. La aleación plomo-antimonio contienen de 1 al 12% de antimonio se usa en acumuladores eléctricos, forros de cables, tubos plegables y para construcción de edificios. Las aleaciones de estaño se usa en soldadura, la más usada es la de 40% estaño y 60% de plomo o 50% de plomo, con pequeño porcentaje de antimonio. El metal Terne, es una aleación plomo-estaño que tiene 10 a 25% de estaño, el cual se usa para recubrir láminas de acero para techos y en tanques de combustible. La aleación bismuto estaño y cadmio se usan en fusibles eléctricos, sistemas de rociadores contra incendios y tapones de calderas.

2.2 Zinc.El zinc se usa para recubrir al acero para que no se oxide. El zinc es más anódico que el acero por lo que se lo usa como ánodo de sacrificio, este se lo puede colocar como galvanizado en caliente por inmersión, electro galvanizado, pintado, metalizado o rociado de metal fundido; los materiales recubiertos son cadenas, pernos, materiales de cercas, ferretería, tubos y canos, tornillos, laminas, tanque, alambres y mallas de alambre. Las dos aleaciones más usadas de fundición de troquel, son el ZamaK-3 (ASTM AG40A) y Zamak-5 (ASTM AC41A) ambas tienen aproximadamente 4% de

aluminio y 0,04% de magnesio. Ambas se usan en piezas de automóviles, utensilios domésticos, ferretería de edificios, candados, juguetes y artículos de novedad.

3. Experimentación.3.1 Procedimiento.Medicion de Dureza Brinell.a) Preparar la probeta mediante el proceso metalografico de preparacion de muestras, en la seccion transversal de la probeta b) Colocar en el durometro la bola de 5mm como identador c) Aplicar la carga en el durometro d) Cargar la probeta con la carga adecuada, y la precarga e) Retirar la carga de la probeta despues de 10s f) Observar la probeta en el microscopio, y medir la huella con el dispositivo que tiene el microscopio,obtener las medidas que sean convenientes g) Aplicar la formula o cosultar en las tablas con el diametro de la huella, para determinar la dureza del material. 1.2 Equipos y materiales a) Discotom b) Lijas c) Banco de lijas d) Montadora de muestras e) Baquelita f) Pulidora de disco con paño g) Alúmina h) Compresor de aire i) Algodón j) Nital al 4% k) Cámara digital l) Microscopio metalográfico

Fig.1.- Microscopio metalográfico a) con ocular con plantillas de tamaño de grano b) microscopio con adaptador para cámara digital [1]

m) Durómetro

Fig. 2.-a) Durómetro, b) Identador bola de 2.5mm de diámetro [1]

4. Resultados.4.1. Análisis de plomo de batería.4.1.1 Método de comparación.-

Fig. 3.- 86Pb-11Sb-3Sn (linotype metal). Thin dendrites of lead-rich solid solution (dark) in a Matrix of ternary eutectic consting of SbSn intermectallic phase (light gray). Antimonyrich solid Solution (White), and lead rich solution (dark) 100x [2]

Fig.4.- plomo de batería, 730x548um. [1]

Fig.5.- Plomo de batería, a) 200x, b) 500x [1]

La aleación tiene una composición de 86Pb-11Sb-3Sn, lo que es una aleación, que presenta una estructura trifásica

Fig.6.- Diagrama Pb-Sn-Sb [4]

En el diagrama ternario se ve que tiene tres fases que son la alfa, beta, y delta, además que justo se encuentra en el punto donde concurren estas tres fases. Este material se puede caracterizar como un Babbit al Plomo SAE13 que tiene una dureza de 19HB

5. Conclusiones.  

Se ha caracterizado el material solo con el método de comparación el cual nos da un babbit plomado SAE 13 que tiene una dureza d 19HB (tabulado) Se podría caracterizar de mejor manera si se hubiese hecho el ensayo de dureza, con el cual estaríamos seguros de que material mismo se trata Este plomo tiene en su microestructura tres fases, las cuales son α.β y δ

6. Recomendaciones.    

Cortar la probeta de dimensiones adecuadas para que facilite el lijado Calibrar adecuadamente el microscopio para que nos dé un área de 0.5mm 2 Decantar la alúmina para el pulido con alúmina fina para que no se raye en el pulido de la probeta Tener en cuenta con qué tipo de aumento se está trabajando con el microscopio y con la cámara Verificar que la probeta estén cortadas la secciones transversales paralelas para que en el durómetro no esté mal colocada y al aplicar la carga pueda desprenderse y saltar hacia el cuerpo

7. Referencias [1] Fuente propia, Laboratorio de materiales, Espoch [2] ASM, Atlas of Microestructures of Industrial Alloys, METALS HANDBOOK [3] AVNER, Introduccion a la Metalurgia Fisica. McGraw Hill. (2da edición). pag. 491 [4] JOSE ANTONIO PERO-SANZ ELORZ, Ciencia e Ingenieria de Materiales, 4ta edición, pag.346