Informe n 2 Ciencias 2 Recocido Contra Acritud

7/27/2019 Informe n 2 Ciencias 2 Recocido Contra Acritud

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Recocido contra acritudInforme de laboratorio N 1 Ciencia de Materiales II

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICA

Ao de la Integracin Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad

Informe de Laboratorio N 2Recocido de recristalizacin

Curso: Ciencia de los Materiales II

Cdigo: MC 115

Profesor: Ing. Luciano Zamora

Seccin: A

Fecha de entrega: 09 de octubre del 2013

2013-II

Alumno Cdigo Firma

Jimnez Valenzuela Nohelia Luz 20120010H

Gregorio Salazar All 20120180K


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OBJETIVO DEL EXPERIMENTO

Observar cmo varan las propiedades mecnicas del metal (Cu) luego de

someterlo a un recocido de recristalizacin luego de, previamente, haberlo

sometido a un trabajo en fro o deformacin plstica.

Conocer los mecanismos de recristalizacin, las transformaciones que ocurren

en las estructuras cristalinas en el metal.

Realizar los respectivos ensayos de dureza y metalografa a los

materiales escogidos (Cu) para el trabajo en fro a distintos valores de

deformacin longitudinal y sometidos posteriormente a recocido.


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FUNDAMENTO TERICO

Recocido de recristalizacin

Recristalizacin significa volver a cristalizar lo que significa que los tomosen unsistema han perdido su estado de equilibrio.

Durante el procesado y fabricacin de metales y aleaciones, a veces es necesario tratar

trmicamente al material trabajado en fro para ablandarlo y aumentar as su ductilidad

y disminuir su acritud.

Si la temperatura de tratamiento es lo bastante elevada durante un intervalo de tiempo

suficiente, la estructura del metal trabajado en fro pasar a travs de una serie de

cambios, denominados:

a) Recuperacin, restauracin o alivio de tensiones

b) Recristalizacin

c) Crecimiento de grano o coalescencia


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Recuperacin

Cuando un metal fuertemente deformado se calienta en el rango de temperatura de

recuperacin, justo debajo de la temperatura de recristalizacin, se relajan las tensiones

internas del metal. Durante la recuperacin, se suministra suficiente energa trmica

como para permitir el reordenamiento de las dislocaciones en configuraciones de menor

energa. La recuperacin de muchos metales trabajados en fro genera una estructura

de subgranos con lmites de grano de ngulo pequeo. E l proceso de recuperacin se

llama poligonizacin, y frecuentemente es un cambio estructural que precede a la

recristalizacin. La energa interna del metal recuperado es menor que luego de estar

trabajado en fro, puesto que disminuye la cantidad de dislocaciones. Durante este

proceso, la resistencia de un metal trabajado en fro disminuye ligeramente, peroaumenta su ductilidad significativamente.

Recristalizacin

Cuando se calienta un metal trabajado en fro a una temperatura suficientemente alta,

se nuclean nuevos granos libres de deformacin en la estructura del metal recuperado,

e inician su crecimiento, formando una estructura de material recristalizado.


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La recristalizacin tiene lugar a travs de dos mecanismos principales:

1. Un ncleo aislado puede expandirse con un grano deformado.

2. Un lmite de grano de ngulo grande puede emigrar hacia una regin fuertemente

deformada del metal.

Para los dos casos, la estructura del lado cncavo de lmite que se mueve est libre de

deformacin y tiene una energa interna relativamente baja, mientras que la estructura

del lado convexo de la interfase que se mueve est altamente deformada con una gran

densidad de dislocaciones y una elevada energa interna. El movimiento del lmite de

grano se produce, por tanto, lejos del centro de curvatura del citado lmite.


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Crecimiento de grano o coalescencia

Se debe a la aplicacin de temperaturas ms altas que la temperatura de

recristalizacin, a medida que aumenta la energa trmica, la ubicacin de los tomos

es cada vez mayor por lo que se va expandiendo cada vez ms. Por lo que esto hace

que el tamao de grano sea grande, lo cual no es siempre recomendable pero tiene sus

aplicaciones.

Ensayos de dureza

Es la oposicin que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetracin, laabrasin, el rayado, la cortadura, deformaciones permanentes, etc.

El ensayo Rockwell: El durmetro Rockwell utiliza como penetrador un cono de

diamante o una bola de acero, y mide la dureza por la profundidad de penetracin. Es el

ms extendido debido a que se puede aplicar a todos los materiales y porque la dureza

se obtiene por medicin directa.

Sean estos los resultados de la dureza Rockwell:

Probeta sin

deformar.

Dureza en la

probeta deformada

es mayor.

Probeta deformada.


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Ensayos metalogrficos

Determinan las caractersticas micro estructurales de un metal relacionndolas con sus

propiedades fsica, qumicas y mecnicas.

Para realizar este ensayo es necesario preparar muestras representativas, es decir que

no presenten alteraciones.

Estas sern las vistas en el microscopio metalogrfico:


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Probeta sin deformar

La cantidad de grano en

la direccin vertical se

incrementa.Probeta deformada


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EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Para el recocido de recristalizacin de las probetas:

8 Probetas de Cu

Horno de recocido

Para la metalografa:

04 Lijas al agua ( 600, 800, 1000, 1500)

Equipo para el lijado de la probeta


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Alcohol

cido ntrico

Polvo abrasivo (almina)

Pulidora

Microscopio metalogrfico


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Para la medicin de la dureza:

Durmetro Rockwell digital


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PROCEDIMIENTO

Recocido de recristalizacin

Insertamos a las probetas de Cu en el horno y las calentamos hasta la temperatura de

recristalizacin del Cu durante un tiempo adecuado.

Preparacin de la probeta para la metalografa

Una de las caras que fue cortada se lijara, se pulir, se le realizara el ataque qumico

(cido ntrico) y finalmente se llevara al microscopio.

Ya en el microscopio metalogrfico se observara la microestructura de cada probeta y

se tomara una fotografa a la vista obtenida.


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Medicin de la dureza

Se midi la dureza de las probetas deformadas en la cara que fueron lijada usando la

escala Rockwell H.


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CLCULOS

Datos de la medicin de la dureza (Escala Rockwell H)

Material Deformacin

(%)

Medida de

dureza

Cobre 10 61.2

Cobre 15 60.1

Cobre 20 61.7

Cobre 30 63.7

Cobre 45 66.1

Cobre 50 57.2

Cobre 70 49.3

Cobre 80 26.8


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Antes del recocido:

Metalografa

Cu 20%


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Cu 35%

Cu 45%


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Cu 55%

Cu 80%


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CUESTIONARIO

1. Descr iba los mecanismos de la recristalizacin.

La recristalizacin tiene dos mecanismos principales:

a) Un ncleo aislado puede expandirse con un grano deformado.

b) Un lmite de grano de ngulo grande puede emigrar hacia una regin

fuertemente deformada del metal.

2. Al aumentar la temperatura para la recristalizacin, aumenta o disminuye el

tiempo para completar la recristalizacin. Explique.

El tiempo para completar la recristalizacin disminuye si aumentamos la

temperatura de recristalizacin.

Esto es debido a que habr un mayor flujo de energa trmica con lo que se

generar una mayor rapidez en el ordenamiento de las dislocaciones lo que

disminuir el tiempo.


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3. La temperatura de recristalizacin disminuye al aumentar la pureza del

material. Explique por qu.

La presencia de impurezas o de elementos de aleacin disminuye la velocidadde recristalizacin.

Estas impurezas tienden a segregarse junto a los bordes de granos, formando

atmsferas que los sujetan, dificultando su movimiento y retardando as la

recristalizacin. El efecto vara de un elemento a otro como se ve en el caso de

P y Ag en Cu. Cuanto mayor sea la cantidad y ms fina la distribucin de

impurezas insolubles, ms fino ser el tamao final de grano, lo que se

explica con el hecho de que no solo aumentan la nucleacin, sino tambin

actan como barreras al crecimiento de los granos.


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4. Qu efecto produce el recocido en un material deformado? Explique

detalladamente, en el caso de su probeta de cobre.

El recocido produce una disminucin de las tensiones internas en el material que

fueron acumuladas luego de la deformacin en fro producindose un

ordenamiento de la estructura cristalina a una de menor energa.

Con respecto a sus propiedades, la dureza disminuye, su ductilidad aumenta, la

resistividad elctrica disminuye y su tamao de grano aumenta.

Para mi probeta de Cu con 20% de trabajo en fro.

Luego de la deformacin en fro y antes del recocido.

Luego del recocido


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5. Grafique Dureza VS Deformacin (%)

Las probetas que tenan un mayor grado de deformacin son las que

disminuyeron ms su dureza en comparacin a las que tenan menos

deformacin.

6. A qu se llama recocido contra acritud?

Es aquel recocido que tiene por objetivo destruir el endurecimiento producido por

la deformacin en fri de los metales y hacer una estructura cristalina para as

darle buen brillo y conductividad elctrica.

Aplica a todos los metales que se endurecen por deformacin en fri.

Este tratamiento se da cuando no se enfra adecuadamente y no se logran las

propiedades a las que se quera llegar y busca la cristalinidad, sea de que tenga

buen brillo y que sea mejor conductor.

7. Con el recocido de recris talizacin, la energa interna aumenta odisminuye del metal?

Con el recocido de recristalizacin, la energa interna acumulada por el trabajo

en fro disminuye. Esto es debido a que existe un ordenamiento de las

dislocaciones y una disminucin de estas.


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CONCLUSIONES

Luego de la deformacin en fro aument su dureza, en el recocido disminuy

esta propiedad.

Luego del recocido de recristalizacin, el tamao de grano aumenta.

La toma de color oscuro de las probetas son consecuencias de un recocido.

Debido a las manchas y comparndolas con imgenes de aleaciones en ellaboratorio notamos que la probeta trabajada no era cobre puro, sino que se

trataba de un latn rojo, que es una aleacin de cobre pobre en zinc.


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RECOMENDACIONES

Es muy importante que se haga un buen lijado de la cara que se va a someter a

la metalografa, puesto que esto permitir apreciar con mucha ms claridad la

forma y el tamao de los granos en el metal.

Se debera delegar la responsabilidad de la toma de datos a un estudiante y que

este pase a los grupos los datos y las fotografas tomadas, de esta manera la

informacin sera ms ordenada y fidedigna.

La mayora de las probetas deberan llevarse adecuadamente preparadas para elensayo de dureza, esto es con las caras paralelas.

Hubiera sido ideal que se hubiese usada la misma escala Rockwell que se us

para medir la dureza en el ensayo de deformacin en fro.


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BIBLIOGRAFA

William F. Smith. Fundamentos de ciencia e ingeniera de materiales,Editorial McGrawHill, 1998.

http://es.wikipedia.org/wiki/Metalograf%C3%ADa

Cuaderno de apuntes de clase. 2013-2

http://es.wikipedia.org/wiki/Dureza

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