GUIA PARA PREPARACION DE PRACTICAS DE LABORATORIO TALLER CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES Oscar Javier Suarez, PhD. 1. INTRODUCCION La caracterización de materiales se refiere al establecimiento de las características de un material determinado a partir del estudio de sus propiedades físicas, químicas, estructurales, entre otras. Para ello se utilizan distintas técnicas experimentales, una vez conocidas las características del material puede establecerse si cumple con los requisitos de calidad, la naturaleza del mismo, así como sus posibles aplicaciones. 2. En este curso se realizaran las siguientes practicas: Practica Practica Practica Practica Practica 1. 2. 3. 4. 5. Propiedades mecánicas (ensayo de dureza) Propiedades mecánicas (ensayo de tensión) Corrosión (resistencia química de metales en medio corrosivo) Composición química Observación al microscopio (metalografía) Se emplearan diferentes tipos de materiales para su caracterización: aluminio , Aceros 1020, 1045, acero plata, Aceros 8620 y 8615 , en presentación de varilla de 12 a 25 mm de diámetro y mínimo 40cm de longitud. Estos materiales serán suministrados a los estudiantes quienes deberán realizar los trabajos previos de preparación según instrucciones del profesor. 3. Preparación de probetas: Este trabajo se realiza normalmente en el laboratorio de máquinas y herramientas ubicado en los patios de ingeniería eléctrica. Para cada una de las prácticas se deben preparar muestras (probetas) de los materiales como e indica a continuación: Composición química, dureza y metalografía: De cada material se cortan dos discos de aproximadamente un centímetro de altura pulidos por ambas caras, las cuales deben presentar paralelismo entre caras como se observa en la figura. Las probetas deben ser limpiadas donde se realizarán las mediciones para retirar el óxido, suciedad y escamas, se debe tener especial cuidado en no calentar la superficie durante el procedimiento de corte y limpieza. Se recomienda usar agua como refrigerante en las operaciones de esmerilado y lijado, finalmente enjuagar con agua - jabon, secar e identificar correctamente. Tensión: cortar barras de aproximadamente 40-50 cm de longitud e identificar correctamente. Dureza (2 parte): se cortan las probetas cerca al punto de ruptura después del ensayo de tensión, se deben tener en cuenta las mismas recomendaciones presentadas anteriormente. OBSERVACIONES: Las probetas deben ser correctamente identificadas empleando cinta de enmascarar o marcando la bolsa o recipiente donde se guarden, una mala identificación puede llevar a confusiones en los resultados de laboratorio. 4. Practica 1. Ensayo de Tensión. • Antes: El estudiante debe consultar previamente los conceptos de: Ensayos mecánicos, Ensayo de tensión, esfuerzo, deformación, modulo elástico, resistencia última, esfuerzo ingenieril, esfuerzo real, fluencia, ductilidad, deformación en frio, norma ASTM E8. • Durante la práctica: cada estudiante ingresara a la plataforma virtual Moodle y realizara la actividad correspondiente como prerrequisito para la entrega de los informes. Posteriormente recibirán los datos de 4 ensayos realizados a diferentes materiales (aluminio, aceros 1020, 1045 y acero plata) y cada grupo de 4 personas debe entregar el informe correspondiente. • El informe debe contener: Objetivos, Diagrama de flujo del procedimiento experimental, resultados experimentales (tablas y gráficos), Análisis de resultados: cálculo del módulo elástico, resistencia a la fluencia, ductilidad, esfuerzo ultimo real y de ingeniería, porcentaje máximo de trabajo en frio. Identificación del material por comparación de las propiedades mecánicas obtenidas con las reportadas en catálogos, conclusiones. 5. Practica 2. Ensayo de Dureza • Antes: El estudiante debe consultar previamente la definición de dureza, su importancia como parámetro de control de calidad para diferentes aplicaciones, las diferentes escalas empleadas y las técnicas empleadas para la medición de dureza, norma ASTM 18-03. • Durante la práctica: cada estudiante ingresara a la plataforma virtual Moodle y realizara la actividad correspondiente como prerrequisito para la entrega de los informes. Posteriormente recibirán los datos de 4 ensayos realizados a materiales diferentes o en diferente condición y cada grupo de 4 personas debe entregar el informe correspondiente. • El informe debe contener: Objetivos, Diagrama de flujo del procedimiento experimental, resultados experimentales (tablas de datos), Análisis de resultados: error experimental, comparación con la dureza obtenida con la reportada para cada tipo de material, comparación de la dureza antes y después del ensayo de tensión, conclusiones. 6. Practica 3. Corrosión de metales (ver guía especial) 7. Practica 4. Composición química por espectrofotometría de emisión de chispa. • Antes: El estudiante debe consultar previamente las diferentes técnicas existentes empleadas para determinar la composición química de un material y las particularidades de la espectrofotometría de emisión. • Durante la práctica: cada estudiante ingresara a la plataforma virtual Moodle y realizara la actividad correspondiente como prerrequisito para la entrega de los informes. Posteriormente recibirán los datos de 4 ensayos realizados a diferente material y cada grupo de 4 personas debe entregar el informe correspondiente. • El informe debe contener: Objetivos, Diagrama de flujo del procedimiento experimental, resultados experimentales (en tablas), Análisis de resultados: cálculo del error experimental, determinar a qué tipo de acero correspondía cada muestra y comparación de la composición obtenida por la reportada en catálogos para cada referencia. Conclusiones. 8. Practica 4. Observación al microscopio (metalografía). • Antes: El estudiante debe consultar previamente las diferentes técnicas empleadas para la observación al microscopio, así como los conceptos de relacionados con microscopia: resolución, aumentos, distancia focal, profundidad de campo. También debe consultar las posibles micro estructuras que se pueden observar en los tipos aceros que estamos empleando y en aleaciones de cobre y aluminio. • Durante la práctica: cada estudiante ingresara a la plataforma virtual Moodle y realizara la actividad correspondiente como prerrequisito para la entrega de los informes. Posteriormente recibirán los datos de 4 ensayos realizados a diferente material y cada grupo de 4 personas debe entregar el informe correspondiente. • El informe debe contener: Objetivos, Diagrama de flujo del procedimiento experimental, resultados experimentales (Imágenes a diferentes aumentos), Análisis de resultados: diferentes estructuras observadas, comparación cualitativa y cuantitativa con las estructuras esperadas según el diagrama de fases de la aleación observada, conclusiones.
