IDENTIFICACION DE MATERIALES FERROSOS

(ENSAYO DE CHISPAS)

1.Objetivo:

Realizar el ensayo de chispa se desarrollara conocimientos y experiencias que nos ayuden a identificar visualmente y de forma práctica la composición química (aproximadamente el contenido de carbón) de las diferentes piezas que han sido materia de análisis en éste laboratorio mediante un método comparativo.

2. Introducción teórica:

2.1 Ensayo de chispa:

Para identificar de una forma rápida y aproximada el tipo de acero y el porcentaje de carbono que se posee en el acero, existe el ensayo de chispa. Con esto se puede reconocer la calidad del acero de una determinada pieza, no obstante se requiere una relativa experiencia para la identificación y dar una interpretación de la chispa producida. La chispa se produce al atacar una aleación ferrosa con una muela de esmeril girando a gran velocidad arranca partículas del material las cuales son proyectadas tangencialmente por la periferia de la muela. al mismo tiempo que tiene lugar este desprendimiento de material , se produce un fuerte calentamiento local , las partículas de desprenden a altas temperaturas que las ponen incandescentes, produciéndoles rayos luminosos ,chispas ,explosiones, estrellas , arborecencias,luminosas,ect.

2.2 Características de las chispas según el tipo de acero:

Un haz de chispa puede dividirse en tres partes principales las cuales son mostradas en la figura.

La primera zona, a la salida de la piedra del esmeril, se encuentra formada por rayos rectilíneos en los que se puede observar perfectamente el color característico.

La segunda zona, es la bifurcación, algunas veces tienen lugar en ellas algunas explosiones.

La tercer y última zona, es donde aparece la mayor parte de explosiones adopta diversas formas, que se denominan, estrellas, gotas, lenguas, flores, etc.

2.3 Elementos y su influencia:

 • Carbono: los aceros al carbono de 0.15 a 0.13% de Carbono dan chispas formadas por rayos lisos de color amarillo oscuro, en cuya punta aumenta ligeramente el volumen y la luminosidad. A medida que aumenta el carbono, aumenta el número de explosiones en forma de lanzas y flores siendo más brillantes y luminosas.

• Molibdeno: se identifica en los aceros que lo contienen, por aparecer en los extremos de los rayos amarillos una prolongación completamente separada de color rojo anaranjado.

• Wolframio: también se identifica con facilidad, porque son las chispas de color rojo oscuro, la menos luminosa de todos los aceros, que solo se aprecia en locales oscuros. Si la proporción de Wolframio (tungsteno) es alta, de las demás de 18%, las chispas son todas rojas, aunque a veces se producen ligeras explosiones de color rojo.

2.4 importancia:

La mayor importancia consiste en la simplicidad del ensayo, se trata de pasar un trozo de metal por una amoladora, y de acuerdo al color y tipo de chispa que despide, evaluar qué tipo de material es. Por ejemplo, mientras que un acero al carbono produce chispas blancas y que estallan. Un ojo experimentado puede ser capaz de reconocer prácticamente todas las variedades comerciales de mayor uso y así prevenir errores graves (o descubrirlos) Y no necesitas realizar ningún análisis químico o ensayo complicado.

3. Materiales, herramientas y equipos, implementos de seguridad:

Materiales: Barras cuadradas de acero AISI 1026 Barras cilíndricas de acero AISI 1045 Barras cilíndricas de acero inox. AISI 304 Muestras de fierro fundido gris

Herramientas equipos: esmeril de banco alicates Tornillo de banco

Implementos de seguridad:

Guantes Lentes

4. procedimiento experimental :

Se procede a realizar el ensayo formando grupo de 4 alumnos alternando los equipos para el desarrollo de las pruebas.se hace uso de la cámara fotográfica para tomar registro de las chispas generadas por cada uno de los materiales que han sido sujetos de este ensayo. Durante el desarrollo de las pruebas y en todo momento se toman las precauciones de seguridad necesarias para evitar algún tipo de evento que pueda ocasionar daños personales. Con la finalidad de obtener los datos necesarios se realizaron hasta 2 ensayos para tomar uno datos precisos.

a) Colocarse los implementos de seguridad.b) Encender el esmeril y esperar a que llegue a su máxima velocidad.c) Sujetar con una alicate la muestra y presionar sobre la rueda de esmeril.d) Examinar el tipo de chispa y grafica o fotografiar para su análisis.e) Repetir los pasos para las diferentes muestras.

5. Análisis de resultados

A. Ensayo de chispa con acero inox AISI 304

Flujo continuo sin tanta ramificación, líneas sin estallido de carbono y longitud de su chispa media

B. Fierro fundido gris

Un flujo más compacto de la chispa, color anaranjado longitud baja.

C.Acero AISI 1045Líneas continuas de color paja, mas espinas se formaron por el estallido del carbón .longitud de la chispa mayora todos.

D.Acero de AISI 1026

Líneas continuas regular ramificación de chispa color anaranjado y una longitud similar a la del acero inox 304.

6.Conclusión:

Las chispas tienen tres zonas muy bien definida. Se observa que la chispa tienen diferentes colores por la característica de sus

componentes. Que no todos los materiales desprenden el mismo volumen de chispa. Se observó que ha distintas longitudes a la hora de esmerilar cada material. Aprendimos que el desprendimiento de la chispa es debido al carbono. También conocimos la composición química de cada material.

7.Recomendaciones:

Revisar cuidadosamente que la indumentaria esté completa. Cerciorarse de que el equipo este en perfecto estado. En este caso el esmeril de banco Atender las especificaciones que el maestro proporcione antes del ensayo de

laboratorio. Analizar bien la chispa

8.Referencia bibliográfica:

los elementos ferrosos - Wikipedia, la enciclopedia libre Tony valladares ardon - Fundamentos de prácticas de la chispa. Javier Ernesto - características de las chispas Ing. Alexander Saavedra M.- identificación de los metales por prueba de chispa.

9.Cuestionario:

Pregunta 1:

Composición promedio de las fundiciones grises

Fundición gris no aleada - tipo SF - 1C Si Mn P S

 Composición química  

%

 3,30 - 3,70

 2,10 - 2,60

 0,30 - 0,80

 max. 0,50

 max. 0,15

 Dureza HB

130 - 140

Fundición gris aleada - tipo SF - 2C Si Mn P S Ni

 Composición química  

%

 3,30 - 3,70

 1,80 - 2,40

 0,30 - 0,80

 max. 0,50

 max. 0,15

 1,20 - 1,60

 Dureza HB

130 - 175

Fundición gris aleada - tipo SF - 3C Si Mn P S Mo Ti Cr Ni

 Composición química  

%

 3,40 - 3,60

  1,90 - 2,30

  0,40 - 0,80

 max. 

0,10

  max. 

   0,05

 0,40 -

0,70

 0,10 -

0,25

max.  0,10

 max.

  0,10

 Dureza HB

140 - 220

.

Propiedades mecánicas:

Resistencia a la tracción: la fundición gris tiene una carga de rotura a la tracción pequeña, en torno a los 15 kg/mm² y llega a los 30, 40 y 45 kg/ mm² según sea su composición.

Resistencia a la compresión esta resistencia es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de la tracción, por eso, sus aplicaciones principales se da en piezas sometidas a esfuerzos de compresión, más bien que a los de tracción.

Resistencia a la flexión: puesto que en la flexión las fibras del elemento quedan tensas en la parte convexa, y comprimidas en la cóncava, la resistencia a la flexión varía según la orientación de la sección.

Resistencia al choque: el choque y la resiliencia son solicitaciones dinámicas, y en su confrontación la fundición se comporta de un modo particular. Las fundiciones grises , resisten muy mal los choques y son frágiles porque no sufren deformaciones plásticas.

Dureza: la dureza de la fundición gris es relativamente elevada, esta varía entre 140 a 250 Brinell según sea su composición. A pesar de su elevada dureza se puede mecanizar fácilmente, porque la viruta se desprende mejor y por la presencia de grafito liberado, que lubrica el paso de la viruta sobre el corte de la herramienta.

Resistencia química: la fundición tiene poca resistencia química, y se deteriora con los ácidos, los álcalis y las oxidaciones.

Otras propiedades: la fundición gris no es dúctil, no es maleable; se puede soldar al latón; en la soldadura oxiacetilénica y en la eléctrica de arco. La fundición puede recibir baños galvánicos (ser niquelada, por ejemplo), ser galvanizada en caliente, estañada y esmaltada al fuego (piezas de uso doméstico y para la industria química.

Usos en la industria:

Maquinaria: Casquillos, engranes, chavetas, poleas, bancadas, mandriles

Pregunta 2:

Es de acuerdo a las composiciones de cada material por ejemplo a mayor carbono menor chispa luminosa y a menor carbono mayor chispa luminosa en otro casos como las aleaciones que tengan níquel, cromo, Vanadio, etc. Al ser esmerilado no son igual sus chispas ya que presentan modificaciones en su composición química y por ende la chispa pude ser más rojas o anaranjada (oscuras)

Aleación amarilla luminosa composición %0.90C-2.0Mn-0.4Cr-0.1V

Aleación anaranjada oscura composición %<0.07C-18.5Cr-9.0Ni

Pregunta 3:

Un haz de chispa puede dividirse en tres partes principales las cuales son mostradas en la figura 1: la primera, a la salida de la piedra del esmeril, que se encuentra formada por rayos rectilíneos en los que puede observarse perfectamente el color característico.La segundaZona es la de bifurcación, y algunas veces tiene lugar en ella algunas explosiones.La TerceraY última zona, es donde aparecen la mayor parte de las explosiones adopta diversas formas, que se denominan estrellas, gotas, lenguas, flores, etc. La observación debe de hacerse, en lo posible, en lugar oscuro. La muela debe de girar en sentido contrario al ordinario, para que el haz de chispas se proyecte hacia arriba y poder así observarlo mejor. Conviene disponer de la pieza de acero ensayada, para ayudar a la identificación de chispa.

Pregunta 4:

A. Barra cuadrada de acero AISI 1026: Tipo de chispa poco ramificada de acero con bajo carbono. Líneas continuas, más espinas se forman poco estallidos del carbono con una longitud mayor.

B. Barra cilíndrica de acero AISI 1045: tipo de chispa con alto carbono con una ramificación que hace formar estallidos del carbono y de una longitud media.

E. Barra de acero inox AISI 304: tipo de chispa no tan ramificada escaza de un

contenido de carbono mucho menor < %0.07 donde no se produce el estallido del carbón y de longitud media

D. Muestra de fierro fundido gris: tipo de chispa muy compacta ramificación contenido de más 2% de carbón no se produce estallido y su longitud media.

Pregunta5:

Tipo de material Composición química Calidad del material

Barra cuadrada de acero AISI 1026

Carbono de  0.22-0.28, manganeso 0.60-0.90, fosforo (Max) de 0.04 | 0.05.

Tienen una calidad buna media de los límites hasta los cuales se puede llegar a deformar el acero le usa ampliamente para control de calidad en producción

Barra cilíndrica de acero AISI 1045

Carbono de   0.43-0.50, manganeso  0.30-0.60, fosforo (Max) de 0.04 | 0.05.

Es un material de muy buena calidad(mucha difusión) usado en la industria para ejes, pasador, tornillos.vigas,etc

Barra cilíndrica de acero inox AISI 304

C ≤0.07,Si ≤1.00,Mn ≤2.00,P ≤0.045,S ≤0.015,Cr 17.00 -19.50,Mo –Ni 8.00 -10.50

Es un acero de muy buena calidad de mayor ductilidad y menos porosa.

Muestra de fierro fundido gris

Contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre.

La calidad del hierro fundido gris es regular, baja resistencia a la tracción y ductilidad su costo es bajo en su fabricación en la ingeniería

Pregunta 6:

Ventaja:La prueba de chispa puede ser un método confiable para clasificar los metales ferrosos, ya que una composición específica produce una chispa con características específicas. Cuando un metal es puesto contra piedra de esmeril, pequeños fragmentos se desprenden con dicha fricción, los cuales se vuelven incandescentes.

Desventaja:

Pero como es natural, la prueba de la chispa no puede dar un análisis completo de la composición química del acero, para lo cual se requiere de un análisis químico, espectro métrico u otros.

INDICE

1. Objetivo

2. Introducción teórica

2.1 ensayo de chispa

2.2 Características de las chispas según el tipo de acero

2.3 Elementos y su influencia

2.4 Importancia

3. Materiales, herramientas y equipos, implementos de seguridad

4. procedimiento experimental

5. Análisis de resultados

6. Conclusión

7. Recomendaciones

8. Referencia bibliográficas

9. cuestionario