Informe de Solidificacion-13 Nov2015

8/17/2019 Informe de Solidificacion-13 Nov2015

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ

MAESTRÍA EN INGENIERÍA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES

LABORATORIO DE SOLIDIFICACIÓN

SOLIDIFICACIÓN DE METALES

Presentado por:

Kelly L!"as L#$ano %&'()*%+ Arte,#o Flores L#,a %&'()*+-C.sar Sa,!el /astelo Casal %&'()*'(

Pro0esor:

Dr1 2!l#o A1 A"osta S!ll"a3!a,an

NOVIE45RE %&'(


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Sol#d#0#"a"#6n de 4etales

Maestría en Ingeniería yCiencia de los Materiales

INDICE

1. RESUMEN2. INTRODUCCIÓN

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 5. CONCLUSIONES6. REFERENCIAS7. ANEXOS

1


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LABORATORIO DE SOLIDIFICACIÓN

SOLIDIFCACIÓN DE METALES

1. RESUMEN

El presente tra7a8o se en0o"a en est!d#ar el pro"eso de sol#d#0#"a"#6n del 9#n" y el anl#s#s

de la ,a"roestr!"t!ra o7ten#da "o,o res!ltado de la sol#d#0#"a"#6n ,ed#ante ensayos

,etalo;r0#"os !t#l#$ando dos s#ste,as de en0r#a,#ento d#0erentes: !n ,olde "onstr!#do a

7ase de arena ''%

El tra7a8o "ons#ste en 0!nd#r 9#n"


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2. INTRODUCCIÓN

En la prod!""#6n #nd!str#al res!lta ,!y #,portante a!,entar la "ant#dad de prod!"tos de

"al#dad y s#n de0e"tos en donde la ,or0olo;a estr!"t!ral p!ede 8!e;r !n papel #,portante

en el "o,porta,#ento del ,etal1 Por lo !e es ne"esar#o est!d#ar la B#n"!la"#6n entre los

par,etros de sol#d#0#"a"#6n y los estr!"t!rales1 Entre los par,etros estr!"t!rales res!lta

de ,ayor #,portan"#a el ta,a?o y la d#re""#6n de los ;ranos1

Es de #nter.s eGa,#nar la 0or,a"#6n de ;ranos ,etl#"os y s! "re"#,#ento d!rante el

pro"eso de sol#d#0#"a"#6n al pr#n"#p#o se 0or,a !na "apa del;ada del ,etal s6l#do en la

#nter0a$ #n,ed#ata,ente desp!.s del Bert#do1 El espesor de esta "apa se #n"re,enta y

0or,a !na "ostra alrededor del ,etal derret#do "on0or,e la sol#d#0#"a"#6n aBan$a 3a"#a el

"entro de la "aB#dad1 La tasa a la !e la sol#d#0#"a"#6n s!"ede depende de la trans0eren"#a

de "alor al ,olde as "o,o de las prop#edades t.r,#"as del ,etal J'1

Una 0or,a de 0a"#l#tar la sol#d#0#"a"#6n "on !na ,ayor Belo"#dad de a7sor"#6n de "alor !e

la arena "#r"!ndante es el !so de en0r#adores eGternos1 stos son #nser"#ones de ,etal

en las paredes de la "aB#dad del ,olde !e a7sor7en "on ,ayor rap#de$ el "alor del

,etal 0!nd#do J'1

El est!d#o de las "ara"terst#"as estr!"t!rales de !n ,etal o de !na alea"#6n se est!d#a

,ed#ante la 4etalo;ra0a en donde es pos#7le deter,#nar el ta,a?o del ;rano 0or,a

d#re""#6n e #n"l!so de0e"tos1 La eGper#en"#a 3a de,ostrado !e el .G#to en el est!d#o

,a"ros"6p#"o depende en ,!"3o del "!#dado !e se ten;a para preparar la ,!estra y el

o78et#Bo de esta prepara"#6n es o7tener !na s!per0#"#e plana s#n rayad!ras se,e8ante a

!n espe8o J%1

La ,etalo;ra0a per,#te o7serBar los 7ordes de ;rano esto s#;n#0#"a o7serBar !na

s!per0#"#e p!l#da y ata"ada !,#"a,ente1 El ata!e !,#"o reBela los 7ordes de ;rano

"o,o 0#nos "anales


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3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL> F!nd#r el ,ater#al Se pro"ede a preparar la l#n;otera1 Se "olo"a arena preparada "o,opr#,era "apa y se "o,pa"ta1 L!e;o se n#Bela "on el 7ad#le8o1 A !no de los ,oldes se "olo"aron * pla"as de "o7re


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F%)/" 11. Pro"eso de F!nd#"#6n de 9#n" y Trata,#ento de s!per0#"#e para el

est!d#o 4etalo;r0#"o

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1. Re)*#"+'

So7re la "ara lon;#t!d#nal del l#n;ote ,a"ro ata"ado en la $ona e!#aG#al se tra$aron +

re"tas de '& ,, "ada !na y se deter,#n6 el NM ;ranos e!#aG#ales por ",


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Promedi

o

3.7 7.7

N°

granos/c

m

14 4212 47

15 41

Promedio

13.7 !3.3

T"!*" 2. P'/e"e +e /"&' e& *" *%&'#e/"

Porcenta"e de granos en corte #ongitudinal

Molde arena Molde arena -

plancha de Cu

$%uia&ial 20.00% 73.08%

Columnar 75.50% 23.42%

6


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1'mm1'mm

#ingote de grano $%uia&ial

(Molde de )rena Cobre+

#ingote de grano Columnar

(Molde de )rena+



F%)/" 111 L#n;otes de 9#n" E!#aG#al Col!,nar1

Deter,#na"#6n de dens#dad de ;ranos l#neal


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1 cm, 1 cm,

#ingote de grano $%uia&ial(Molde de )rena Cobre+ #ingote de grano Columnar(Molde de )rena+



F%)/" 121 L#n;otes de 9#n" de ;rano E!#aG#al Col!,nar

Deter,#na"#6n de dens#dad de ;ranos s!per0#"#al


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C

C

$

$#C#

$

#ingote de grano #ongitudinal

(Molde de )rena+

#ingote de grano $%uia&ial

(Molde de )renaCobre+



F%)/" 13. 8%#" M"/'9%" +e '/#e L'&%#)+%&"* T/"&e/"* +e *'

*%&'#e +e :%&

CT : L#n;ote "on ;rano Col!,nar Corte TransBersal

CL : L#n;ote "on ;rano Col!,nar Corte Lon;#t!d#nal

ET : L#n;ote "on ;rano E!#aG#al Corte TransBersal

EL : L#n;ote "on ;rano E!#aG#al Corte Lon;#t!d#nal

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4.1. D%)%9& +e Re)*#"+'

Un ade"!ado pro"ed#,#ento de prepara"#6n de las ,!estras "onlleBa a tener

7!enos res!ltados esto de7#do a !e se ne"es#ta !n 7!en a"a7ado s!per0#"#als#n de0e"tos para !e en el ata!e ,etalo;r0#"o "on el "#do n#tal p!eda

reBelar los ;ranos en !na es"ala ,a"ros"6p#"a y ,#"ros"6p#"a1

En la ta7la ' se o7serBa !e la dens#dad para el l#n;ote !e t!Bo "o,o 7ase

las plan"3as de "o7re 0!e ,ayor "on respe"to al otro "on ello se p!ede

apre"#ar la #n0l!en"#a de la eBa"!a"#6n de "alor y la #n0l!en"#a en los ;ranos1

En la 0#;!ra '' se p!ede apre"#ar las d#0eren"#as de ;ranos "ol!,nares y

e!#aG#ales entre a,7os l#n;otes o7serBndose "lara,ente ;randes ;ranos

"ol!,nares en el l#n;ote de ,olde de arena s#n las plan"3as de "o7re en la

7ase1

> La 0#;!ra '% 0!e to,ada para el "l"!lo del n!,ero de ;ranos por ",% para

ello se le a"ond#"#ono a la 0#;!ra de esta ,anera los ;ranos e!#aG#ales de

a,7os l#n;otes se apre"#aron "on ,ayor nt#de$1

> En la 0#;!ra '+ se ,!estra el "ontraste de a,7os l#n;otes en a,7os "asos se

presentan ;ranos e!#aG#ales y "ol!,nares pero en d#0erentes propor"#ones tal

"o,o ,!estra la ta7la % el l#n;ote !e t!Bo ,ayor Belo"#dad de eBa"!a"#6n de"alor ,ostr6 ;ranos "ol!,nares del;ados y ;ranos e!#aG#ales ,s pe!e?os


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5. CONCLUSIONES

> De7#do a la a""#6n en0r#adora de la pared del ,olde la "apa #n#"#al se 3a en0r#ado

"on rap#de$ por la eGtra""#6n de "alor a traB.s de la pared del ,olde1 Esta a""#6n

de en0r#a,#ento 3a o"as#onado !e los ;ranos en los 7ordes del ,olde sean 0#nos

y or#entados al a$ar1

> A ,enor Belo"#dad en en0r#a,#ento se o7t#enen y "re"en ;ranos 3a"#a el #nter#or

"o,o a;!8as tend#endo a ser ;r!esos y alar;ados en d#re""#6n del "entro del

0!nd#do1

> A ,ed#da !e a!,enta la Belo"#dad de en0r#a,#ento por la #nser"#6n del ,etal en

la 7ase de la "aB#dad del ,olde


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6. REFERENCIAS

J' /rooBer 41 P1 &

12

http://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60123-0http://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60123-0http://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60123-0http://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60123-0


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7. ANEXOS

;C'-' e '/%%&" e* /e


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;De ,)> -'+' %&$*)e *" e*'%+"+ +e e&$/%"-%e' '!/e e* #"-"?' +e*' /"&' *" $'/-"=

C!ando el en0r#a,#ento es ,!y rp#do no 3ay t#e,po s!0#"#ente para !e los ;ranos"re$"an por lo !e t#enden a ser pe!e?os1 En "a,7#o "!ando el en0r#a,#ento es lento

3ay t#e,po s!0#"#ente para !e los ;ranos "re$"an por lo !e t#enen a ser ,s ;randes.

[2

F#;1'H1D#0eren"#as en ta,a?o de ;rano de a"!erdo a la Belo"#dad deen0r#a,#ento


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;T%e&e "*)&" %-'/#"&%" *" '-'%%9& +e* -"#e/%"* '!/e *" e#/)#)/"+e )& *%&'#e=

S# es #,portante la "o,pos#"#6n del ,ater#al so7re las estr!"t!ras de !n l#n;ote ya !e lasl#n;oteras de ,ater#ales ,etl#"os s!elen ser r;#das de alta res#sten"#a ,e"n#"a yde alta "ond!"t#B#dad ter,#na y el."tr#"a de7#do al enla"e ,etl#"o presente entres!s to,os1 Este t#po de l#n;oteras no per,#te la 0!;a de ;ases a traB.s de s!s paredespor!e t#enen !na 7a8a poros#dad a d#0eren"#a de las l#n;oteras de arenas en donde "ada;rano de arena esta a;lo,erado y a;l!t#nado por lo se 0or,an pe!e?os espa"#os entre;rano y ;rano lo !e le da !na alta poros#dad1 Por otra parte las l#n;oteras de arena !eestn "o,p!estos en s! ,ayora por sl#"e /rano e!#aG#al pe!e?o !na ;ran "ant#dad de ;ranos se 3an n!"lear#$ado so7re

las paredes del re"#p#ente y solo !na pe!e?a parte de ellos 3a "re"#do 3a"#a el

"entro para 0or,ar el ;rano de t#po "ol!,nar !e t#ene prop#edades an#sotr6p#"as1> /rano e!#aG#al pe!e?o "on "ol!,na ;ran!lar e!#aG#al en el "entro es del t#po

,s "o,n en el !e las alea"#ones son Ba"#adas en el ,olde el l#n;ote 0or,ado

"ons#ste de "apas eGter#ores de pe!e?os "r#stales e!#aG#ales tanto en la re;#6n

"ol!,na "o,o en la parte "entral1

> /ranos e!#aG#ales o"as#onal,ente las alea"#ones al sol#d#0#"arse prod!"enestr!"t!ras total,ente e!#aG#ales !e es la ,e8or a"eptada por!e el ;rano

,en"#onado se or#enta #nd#st#nta,ente "re"#endo en todas las d#re""#ones para

prod!"#r !n ,ater#al ,a"ros"6p#"a,ente #sotr6p#"o y relat#Ba,ente 3o,o;.neo1

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;)> e%e&+e '/ &)*e"%9& ' e/-%&"%9& ,)> /e*"%9& e%#e '& *"

e*'%+"+ +e /e%-%e'=

La n!"lea"#6n p!ede de0#n#rse "o,o el pro"eso de 0or,a"#6n de re;#ones de !na n!eBa

0ase s6l#do 3ay

s#e,pre !n des"enso aso"#ado "on la ener;a l#7re1

La Belo"#dad de n!"lea"#6n y el "re"#,#ento de n"leos depende de la te,perat!ra a la

"!al se real#$a la trans0or,a"#6n "on respe"to a la te,perat!ra de e!#l#7r#o1 Enton"es s#tene,os ,ayor ;rado de s!7en0r#a,#ento 3a7r !n des"enso "ons#dera7le y !n#0or,e de

la ener;a l#7re por lo !e ,ayor ser el #,p!lso de trans0or,a"#6n del l!#do a s6l#do

por tanto ,ayor ser la Belo"#dad de n!"lea"#6n y ,enor la Belo"#dad de "re"#,#ento de

los n"leos1

;)> e$e#' #%e&e e* '!/e"*e"-%e' '!/e *" e*'%+"+ +e &)*e"%9&=

La rap#de$ de en0r#a,#ento es el 0a"tor ,s #,portante para deter,#nar la rap#de$ de

n!"lea"#6n o Belo"#dad de n!"lea"#6n y por tanto el ta,a?o de ;rano1

La #n0l!en"#a del trata,#ento por so7re"alenta,#ento


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;E& ,)> '&%#e *" &)*e"%9& &e" *" &)*e"%9&

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