PARA USO EXCLUSIVO DEL COMIT DE TRABAJOS DE GRADO

UNIDADES TECNOLGICAS DE SANTANDER PROGRAMA DE INGENIERA ELECTROMECNICA PLAN DE TRABAJO DE GRADO

PARA USO EXCLUSIVO DEL COMIT DE TRABAJOS DE GRADO. CONCEPTO DEL EVALUADOR Aprobar No aprobar

Aplazar por modificaciones

Por aclaracin OtrosObservaciones:

Participaron en el Comit de Trabajos de Grado:

NOMBRE CARGO FIRMA

________________________________________

El presidente del Comit de Trabajos de Grado.

Los firmantes aceptan tener pleno conocimiento de las normas que reglamentan la presentacin y evaluacin de trabajos de Grado y se comprometen a su cumplimiento.

TABLA DE CONTENIDO

Pg.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIN4

2. MARCO CONCEPTUAL5

2.1 ANLISIS MACROSCPICO

7

2.2 ANLISIS MICROSCPICO

7

2.2.1 Granos8

2.2.2 Microscopio9

2.3 TAMAO DE GRANO13

2.3.1 Mtodos manuales para la determinacin de tamao de grano 13

3. ESTADO DEL ARTE 16

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO18

4.1 GENERAL 18

4.2 ESPECFICOS 18

5. METODOLOGA 18

6. CRONOGRAMA 19

7. ALCANCE 20

8. PRODUCTOS 20

9. PRESUPUESTO TOTAL Y FUENTES DE FINANCIACIN 20

10. ENTIDADES INTERESADAS EN EL PROYECTO DE GRADO 21

11. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 21

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACINEntre las disciplinas que se encargan del estudio de estructuras en materiales se encuentra la metalografa, estudia las caractersticas estructurales de un metal o de un aleacin microscpicamente. Es posible determinar el tamao del grano, as como el tamao, forma y distribucin de fases e inclusiones que tengan efecto sobre las propiedades del metal o aleacin. La Microestructura puede revelar el tratamiento mecnico y trmico del metal. Es as como, un anlisis metalogrfico tiene como propsito fundamental estudiar las fases microconstituyentes de un metal adems de la determinacin de tamao de grano, que puede servir para prever muchos aspectos relativos al comportamiento de un acero en el tratamiento trmico y durante el servicio que pueda prestar cuando se encuentra sometido a diversos tipos de esfuerzos.Pese a las nuevas tcnicas e instrumental aparecidos durante los ltimos tiempos, tales como el microscopio electrnico y el de emisin, el microscopio metalogrfico ptico no ha sido desplazado en modo alguno y conjuntamente con los medios indicados y los Rayos X, puede dar un panorama bastante completo del estado estructural del metal o aleacin en estudioLa eleccin de los reactivos de ataque y de los aumentos a los que sern observados los distintos constituyentes, estn dentro de las variables que se involucran en un anlisis metalogrfico, como son la calidad de lo que se quiere observar y la dimensin apropiada de su magnificacin para interpretar el problema que se desea estudiar.

Actualmente el laboratorio de Resistencia de Materiales de las Unidades Tecnolgicas de Santander, cuenta con los equipos necesarios para realizar el anlisis metalogrfico, sin embargo, se identifican algunas falencias entre las que se destacan el diseo de la estructura fsica de las instalaciones para la correcta ubicacin de los equipos, tambin la implementacin del software IMAGE PRO INSIGHT 8.0 que junto al microscopio ptico invertido permite completar el anlisis de muestras con una adecuada preparacin superficial. Es realmente imprescindible complementar el estudio comparativo y analtico de los materiales desde la perspectiva de la caracterizacin mecnica con la implementacin del ensayo metalogrfico en el laboratorio de resistencia de materiales de las Unidades Tecnolgicas de Santander. El estudio de cualquier material y en especial de los metales a travs de ensayos qumicos, mecnicos o fsicos es una prctica ampliamente desarrollada y la relevancia del ensayo metalogrfico es importante ya que complementa estos estudios.

2. MARCO CONCEPTUAL

Se puede afirmar sin duda alguna que la parte de mayor importancia en el anlisis metalogrfico es el estudio microscpico de las probetas. Para que este estudio refleje resultados confiables es imprescindible realizar una adecuada preparacin de las muestras. La finalidad de la preparacin de las muestras no es otra que obtener una superficie totalmente plana y especular, que se logra gracias a una remocin de material por medio de lijas, paos y material abrasivo. La preparacin de las muestras para anlisis metalogrfico se puede dividir en varios pasos:

Toma de las muestras: es uno de los pasos de mayor importancia debido a que la muestra debe ser representativa del material que ser examinado. La obtencin de estas muestras se realiza por medio de corte con sierras, discos y equipos de corte diseados para tal fin.

Desbaste grosero: se realiza con lijas gruesas y su objetivo es eliminar las irregularidades en la superficie del espcimen tales como rebabas producto del corte, pero sin llegar a ocasionar rayas de profundidad considerable.

Desbaste intermedio y final: se llevan a cabo sobre las mesas de lijado. Su objetivo es eliminar las rayas ocasionadas por el desbaste grosero. Se utilizan lijas en los rangos de 240 a 600.

Pulido: el fin del pulido consiste en eliminar las rayas ocasionadas por el desbaste final, se lleva a cabo en equipos provistos de paos sobre los cuales se depositan abrasivos con el propsito de obtener una superficie pulida. Entre los abrasivos ms comunes podemos citar: polvo de diamante, almina y xido de magnesio. Todas las rayas y manchas deben ser removidas, aunque muchas rayas finas del paso de pulido final usualmente se pueden tolerar. Las rayas de lija y pulido con abrasivos con dimetros mayores a alrededor de 1m deben ser removidas en lo posible.

Ataque de las muestras para anlisis metalogrfico: el objetivo del ataque es revelar el tamao de grano y las fases presentes. El mecanismo de ataque se basa por una parte en la destruccin selectiva de la superficie del metal y por otro lado, en las diferentes formas de teir o colorear la superficie de las distintas fases presentes.

Para lograr observar la verdadera microestructura, es necesario efectuar un ciclo de pulido-ataque que conste de por lo menos cinco iteraciones. Los reactivos utilizados en el ataque son generalmente compuestos de cidos orgnicos, inorgnicos y otras sustancias de mayor complejidad, disueltas en solventes apropiados como agua, alcohol, glicerina, glicol mezcla de varios disolventes.

Un factor de mucha influencia en el revelado de las microestructuras es el tiempo de ataque que puede oscilar segn el espcimen y el reactivo entre unos pocos segundos y 30 o ms minutos. Un excesivo ataque mancha el espcimen y evita que la microestructura sea apreciada. El ataque del espcimen es un paso crtico en la secuencia de la preparacin. Para el anlisis digital de imgenes se precisa una condicin de ataque plano, la cual requiere un contraste con una matriz clara, debido a que se obliga un alto grado de delineacin de los lmites de grano.

Desde el punto de vista ptico, se considera que la metalografa es una disciplina de la ciencia que se encarga de examinar y determinar los componentes en una muestra de metal, haciendo uso de varios niveles de magnificacin que pueden ir desde 20x hasta 1000.000x [1]. Tambin se conoce como el proceso entre la preparacin de una muestra de metal y la evaluacin de su microestructura [2].La figura 1 muestra el intervalo en tamao, para el cual es posible observar ciertas microestructuras tpicas en materiales. El estudio de metalografa comprende en gran parte la observacin de granos, la direccin, el tamao y la composicin de los mismos; estas microestructuras pueden ser observadas en un rango entre 10-8 m y 10-2 m. El estudio de metalografa puede integrarse en dos subdivisiones: anlisis macroscpico y anlisis microscpico.

2.1 ANLISIS MACROSCPICOEl anlisis macroscpico es aquel que se puede realizar a simple vista, es decir sin necesidad de microscopio [4]. El rango de tamao como se puede ver en la figura 1 inicia en 10-3 m en adelante. El anlisis macroscpico se puede usar en:

Lneas de flujo en materiales forjados.

Capas en herramientas endurecidaspor medio de tratamiento trmico.

Zonas resultado del proceso de soldadura.

Granos en algunos materiales con tamao de grano visible (1).

Marcas de maquinado.

Grietas y ralladuras.

Orientacin de la fractura en fallas.

Figura 2: (a) Seccin a travs de una arco de soldadura a tope. (b) Macroestructura, muestra de un lingote de aluminio aleado [1].

2.2 ANLISIS MICROSCPICOAquel tipo de anlisis que no se puede realizar a simple vista, (menor a 10-3 m). Observar las estructuras microscpicas en materiales ayuda a comprender el comportamiento de los mismos. El anlisis microscpico se puede usar en:

Tamao de grano.

Lmites de grano y dislocaciones.

Anlisis microestructural.

Distribucin de fases en aleaciones [1].

Para comprender el anlisis microscpico es necesario tener claridad sobre el concepto de grano y el funcionamiento del microscopio metalogrfico

2.2.1 Granos. Los metales son materiales de estructura policristalina, este tipo de materiales estn compuestos por una serie de pequeos cristales los cuales se conocen convencionalmente como granos [3]. Cada tipo de grano desde su concepcin obtiene diferentes caractersticas fsicas, por ejemplo, la orientacin del mismo y la rugosidad en la superficie.

Figura 3: Formacin de granos por solidificacin [3].

La figura muestra la formacin de granos. (a) Se muestran los pequeos cristales iniciales dentro de la formacin. (b) Los pequeos cristales crecen y se agrupan con otros cercanos. (c) Formacin de granos completos. (d) Representacin de los granos vistos en el microscopio [3].

2.2.2 Microscopio. Los microscopios pticos funcionan bsicamente por medio de la combinacin entre el sistema ptico y la iluminacin. La figura 4 muestra el funcionamiento de un microscopio ptico reflexivo, como se puede ver en la parte (a) de la figura 4 se muestran tres granos, todos de diferente color, lo que indica que poseen una microestructura diferente. En la parte (b) de la figura 4 se muestran los mismos tres granos que como se nota, poseen superficies dirigidas en diferentes ngulos; la diferencia entre la direccin que toman los haces de luz proyectados sobre dichas superficies, refleja contrastes sobre la lente creando la imagen que se puede observar en el microscopio, parte (c). Adicionalmente los tomos en los lmites de grano son ms reactivos durante el ataque qumico y se disuelven en mayor cantidad que el grano mismo, por ello la reflexividad cambia y se acrecienta su visibilidad [3].

Figura 4. Funcionamiento de un microscopio metalogrfico [3].

Microscopio metalogrfico. El microscopio metalogrfico es la herramienta que permite ver de forma clara y magnificada las probetas destinadas para la prctica. Este microscopio y sus principales partes se ilustran en la figura 5. Por otro lado, en las tablas subsecuentes se muestra tpicas de algunas aleaciones ferrosas.

1. Interruptor de encendido.

2. Perilla control de iluminancia: Controla la cantidad de lux que iluminan la muestra.

3. Tubo de observacin binocular.

4. Platina: Sobre ella se arreglan las probetas.

5. Portador del espcimen: Base sobre la que se encuentra la platina.

6. Puente giratorio: Contiene el objetivo (lentes de aumento). En total son 4 lentes con aumento de 5x, 10x, 50x y 100x.

7. Control de movimiento en Y: Posiciona el portador del espcimen en el eje Y8. Control de movimiento en X: Posiciona el portador del espcimen en el eje X

9. Perilla de ajuste fino: Ajuste de imagen fino.

10. Perilla de ajuste grueso: Ajuste de imagen grueso.Figura 5: Microscopio metalogrfico invertido GX41 OLYMPUS [7].HIERRO BLANCOHIERRO GRISHIERRO NODULAR O DCTIL

Las regiones blancas muestran cementita rodeadas por perlita, que posee una estructura laminar de ferrita y cementita. 500x.Copos de grafito (color negro) dentro de una matriz ferrtica. 400x.Ndulos de grafito (color negro) dentro en una matriz ferrtica. 200x.

ACERO ESFEROIDALMARTENSITAMARTENSITA REVENIDA

Matriz ferrtica con pequeas partculas de cementita. 1000x.Microestructura martenstica, granos con forma de agujas en una matriz austentica. 1220x.Martensita revenida a 594C. Matriz ferrtica con pequeas partculas de cementita. 9300x.

Tabla 1: Imgenes sobre hierros tpicos y aceros: esferoidal, martensticoy martensita revenida [3].ACERO HIPOEUTECTOIDEACERO PROEUTECTOIDE

Acero con concentracin 0.38%C, microestructura perltica y ferrita proeutectoide.Acero con concentracin 1.4%C, microestructura perltica y cementita (color blanco) proeutectoide.

PERLITA GRUESAPERLITA FINABAINITA

Bainita granular, mostrando islas de martensita (color negro) y austenita (color blanco) en un matriz de ferrita. 1000x.

Tabla 2: Imgenes de aceros hipoeutectoide y proeutectoide. Sobre perlita gruesa, fina y bainita [3].

2.3 TAMAO DE GRANO. El tamao de grano es un factor decisivo en la calidad y resistencia de los aceros. Las piezas o herramientas fabricadas con aceros de grano grueso, tienen una tendencia muy marcada a dar despus del temple, estructuras groseras y frgiles. Las piezas fabricadas con aceros de grano fino son en cambio, muy tenaces.

Todos los aceros presentan la tendencia al crecimiento de grano en la regin austentica, pero esa tendencia no es la misma para todos. Es evidente que el tamao de grano de un determinado acero es una caracterstica inherente al proceso de fabricacin, como una funcin de la temperatura a la que se calienta y del tiempo que se mantiene dicha temperatura.

El tamao de grano se puede expresar de varias formas, siendo aceptables las que se dan a continuacin:

-Los nmeros de tamao de grano A.S.T.M., arbitrariamente elegidos y relacionados exponencialmente, con el nmero de granos por pulgada cuadrada, en una proyeccin a 100 aumentos.

- El nmero medio de granos cortados por una lnea de longitud definida.

- El nmero medio de granos por milmetro cuadrado.

- El rea media de los granos en milmetros cuadrados.

La determinacin de tamao de grano, ya sea por cualquiera de los mtodos que se describen a continuacin, puede servir para prever muchos aspectos relativos al comportamiento de un acero en el tratamiento trmico y durante el servicio que pueda prestar cuando se encuentra sometido a diversos tipos de esfuerzos.2.3.1 Mtodos manuales para la determinacin de tamao de grano. Los ensayos para la determinacin de tamao de grano en materiales metlicos son esencialmente procedimientos de medida de estructuras geomtricas bsicas. Estas estructuras son independientes del metal o aleacin objeto de estudio. En general estas tcnicas pueden ser aplicadas tambin a materiales no metlicos siempre y cuando su estructura sea similar a las encontradas en las grficas de comparacin.

Es importante manifestar que el uso de los mtodos para la estimacin de tamao de grano promedio, no garantizan una medida exacta. Una estructura metlica es un agregado cristalino tridimensional con variacin de tamao y forma. Por lo tanto, de una superficie de observacin a otra variar la distribucin de rea a travs de la estructura, aclarando esto que no se tendr la misma exactitud de medida con dos campos de visualizacin diferentes.

Teniendo en cuenta que el tamao y posicin de los granos en la microestructura es completamente aleatorio, se puede pensar que la escogencia de un campo de visualizacin al azar lograra mejorar esta condicin de desorden. Esto evitara preferencias hacia campos especficos que podran desviar los resultados. Lo anterior no es suficiente si se tiene en cuenta que un proceso al azar, no se considera representativo. La representatividad implica todas las partes de la muestra que contribuyen a los resultados. Por tal motivo no se debe tomar como tamao de grano promedio el resultado obtenido de la medicin en un solo campo de visin.

En la aplicacin de cualquier mtodo de medida de tamao de grano promedio, es necesario considerar tanto el rea que ocupa el grano mismo, como el rea ocupada por los lmites de grano.

Para la determinacin del tamao de grano promedio en materiales formados por dos o ms constituyentes, el tamao de grano debe hacer referencia a la matriz. Se pueden tomar como excepciones los casos en donde la segunda fase o constituyente, existe en suficiente cantidad o su continuidad es significativa. En estos casos el tamao de grano debe estimarse y reportarse por separado. Las fases o constituyentes menores e inclusiones, no deben ser consideradas en la estimacin del tamao de grano.

Para determinar el tamao de grano bajo la norma ASTM E 112 se puede utilizar varios mtodos, entre los cuales estn:

Procedimiento de comparacin o mtodo directo.

Procedimiento planimtrico o mtodo de Jeffrie.

Procedimiento de intercepto lineal o mtodo de Heyn.

Procedimientos de interceptos circulares.

Procedimiento del crculo nico o mtodo de Hilliard. Procedimiento de los crculos concntricos o mtodo de Abrams.

Uno de los ms utilizados es el procedimiento de comparacin o mtodo directo este procedimiento slo podr ser aplicado a materiales con granos equiaxiales. La clasificacin de tamao de grano en observaciones microscpicas se hace generalmente comparando los granos de acero, con cartas o grficos pertenecientes a una clasificacin establecida por la ASTM.La medicin se lleva a cabo tomando una micrografa a 100 aumentos y comparando esta con una serie de grficos correspondientes a los distintos tamaos de grano. El nmero del grfico ms parecido al aspecto de la probeta representa el tamao de grano.

Cuando aparecen granos de varios tamaos, el resultado se expresa con dos nmeros, correspondientes a dos tamaos de grano, con el porcentaje existente de cada uno. Esto es lo que se conoce como tamao de grano dplex.

Los patrones ASTM han sido elegidos de tal forma que cubran los tamaos de grano encontrados normalmente en el acero. Cada patrn o grfico lleva un nmero que expresa un tamao de grano los cuales estn distribuidos en nmeros del 1 al 8.

El nmero de grfico representativo de un tamao de grano, se encuentra relacionado con el nmero de granos por pulgada cuadrada observados, en una micrografa a 100 aumentos, mediante la ecuacin 1.Nmero de granos por pulgada cuadrada = 2N-1 x 100 (1)

En la cual N es el ndice de grano o nmero ASTM.

Los aceros que se encuentran en el rango entre 1 y 5 se consideran aceros de grano grueso y los encontrados entre 5 y 8 son considerados de grano fino. Si el tamao de grano es precisamente 5, se observan los pocos granos que se desvan de este tamao. Si son finos se considera el acero de grano fino de lo contrario se consideran de grano grueso.

Es posible encontrar tamaos de grano fuera del rango establecido. Por ejemplo, si los granos son mayores que los del nmero 1, entonces se hace una nueva observacin a 50 aumentos. Si son similares en tamao a los del nmero dos observado a 100 aumentos, se designan como tamao de grano 0. Si se comparan con los del nmero 1, se designan como 00. Por el contrario cuando se encuentran tamaos inferiores al nmero 8, entonces se observan a 200 aumentos y se designan como 9 y 10 si son comparables con los nmeros 7 y 8 observados a 100 aumentos respectivamente.

Q = 2 log2 (M/Mb) (2) Q = 6.64 log10 (M/Mb) (3)

Dnde:

Q: Factor de correccin.

M: Aumentos a los que fue hecha la observacin.

Mb: Aumento bsico al que est referida la carta de comparacin.

Tambin es posible hacer este tipo de medidas a diferentes aumentos cuando el de 100 no es satisfactorio. En estos casos si el tamao de grano es reportado mediante nmero ASTM se debe aplicar un factor de correccin que se obtiene mediante la ecuacin 2.

3. ESTADO DEL ARTE

La estructura de los metales y sus aleaciones se estudia por medio de la metalografa, haciendo uso de la observacin al microscopio. Esta prueba naci a partir de la necesidad de identificar las fases y/o precipitados presentes en los materiales metlicos. Henry Clifton Sorby, padre de la metalografa, fue el primero en examinar bajo el microscopio una muestra metlica correctamente preparada en el ao de 1863. La observacin de metales por medio de microscopios es aproximadamente dos siglos ms tarda que la de muestras biolgicas, esto se debe a la dispendiosa preparacin que requieren las mismas [1].

El ensayo metalogrfico esencialmente se utiliza como complemento en el anlisis mecnico de materiales con el objeto de realizar caracterizaciones integrales. Desde este enfoque son innumerables los estudios realizados en diferentes escenarios. Por ejemplo se menciona el desarrollado por ALLAUCA quien con el propsito de determinar las microestructuras que presentan propiedades mecnicas ptimas, estudi la Influencia de la microestructura sobre las propiedades mecnicas en varillas de acero. Realiz transformaciones de fase usando diferentes velocidades de enfriamiento y luego caracteriz las propiedades mecnicas y tecnolgicas (ensayos metalogrficos, ensayos mecnicos y ensayos tecnolgicos) en varillas corrugadas de 12 y 14 mm de dimetro proporcionadas por la empresa NOVACERO S.A. Las probetas de varilla corrugada fueron sometidas a un proceso de calentamiento hasta la temperatura de austenitizacin de 900C seguida de enfriamiento hasta 400C. Las velocidades de enfriamiento a las cuales fueron expuestas las muestras fueron en total cuatro, las mismas que dieron como resultado variaciones de los porcentajes de fases presentes en las diferentes muestras. Los ensayos mecnicos y tecnolgicos demostraron que las probetas enfriadas bajo velocidades de 2,9762 C/s para varillas de 12 mm de dimetro y 2,6316 C/s para varillas de 14 mm de dimetro presentaron las mejores propiedades mecnicas de tensin. Sin embargo, stas produjeron tambin la reduccin de la resistencia al impacto. Esto se debi a que las microestructuras que se encontraron a las velocidades de enfriamiento antes mencionadas en la capa subsuperficial fueron perlita media y ferrita Widmanstaetten placas laterales primarias y secundarias. Esta capa mostr una importante variacin con respecto al ncleo en la cual se encontraron perlita gruesa y ferrita alotriomrfica. Por otro lado, los resultados del ensayo de doblado fueron completamente satisfactorios y no se encontraron fisuras superficiales. Los resultados obtenidos mostraron que al enfriar las varillas en el rango de velocidades estudiadas, se pueden conseguir incrementos de las propiedades mecnicas de tensin de alrededor del 10,96% a costa de la reduccin en la resistencia al impacto de alrededor del 8,68% en comparacin con las muestras de varilla corrugada en condiciones de suministro. Sin embargo, la reduccin de la resistencia al impacto no afecto significativamente el comportamiento de la varilla en el ensayo estandarizado de dobles.Por otro lado, Garca busco desarrollar los conocimientos, tanto prcticos como tericos, obtenidos a lo largo de su carrera a travs del estudio del efecto de distintos tratamientos trmicos sobre la dureza, composicin y microestructura de una fundicin de grafito esferoidal y matriz ferrifica en estado de bruto de colada, dichos tratamientos trmicos fueron recocido, templado y normalizado. En este proyecto se incluyeron los resultados de los anlisis microestructurales por microscopia ptica y el ensayo de dureza de muestras sometidas a diferentes tratamientos trmicos utilizando dos temperaturas distintas de calentamiento (1000C y 850C) y dos tiempos distintos de solubilizacin (1h y 4h). Tambin otros autores como Barajas y Tristancho enfocaron el desarrollo de su trabajo en la ddeterminacin de fases, microconstituyentes y tamao de grano en aceros hipoeutectoides en estado normalizado y/o recocido mediante anlisis digital de imgenes. En las unidades tecnolgicas de Santander no se tiene registro de estudios en los cuales se haya utilizado el ensayo metalogrfico en el desarrollo de trabajos de grado o investigaciones en cualquier modalidad.

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO

4.1 GENERALEstructurar el proceso de anlisis microscpico del ensayo metalogrfico en el laboratorio de resistencia de materiales de las Unidades Tecnolgicas de Santander siguiendo los lineamientos de la norma ASTM E3.4.2 ESPECFICOS Disear la infraestructura fsica del rea de anlisis metalogrfico basado en el conocimiento de cada equipo y en la informacin suministrada por el fabricante para lograr la correcta adecuacin e instalacin de cada uno. Elaborar el manual de operacin y la hoja de vida del microscopio ptico a partir de la informacin suministrada por el fabricante y siguiendo los lineamientos establecidos en la norma NTC ISO 17025-05.

Establecer el procedimiento tcnico de anlisis digital metalogrfico mediante elaboracin de protocolo de la prueba basado en la normativa establecida por la ASTM E 112 y el desarrollo de un tutorial para el manejo del software IMAGE PRO INSIGHT 8.0 e IMAGE J. Caracterizar metalogrficamente cinco tipos de aceros mediante microscopia ptica auxiliado por el software IMAGE PRO INSIGHT 8.0 e IMAGE J siguiendo lineamientos de la norma ASTM E3 y E112.5. METODOLOGA

Etapa 1. Documentacin.

Actividad 1. Revisin bibliogrfica. Con el fin de obtener una adecuada documentacin se recopilar informacin de diversas fuentes tales como libros, artculos, tesis y pginas web sobre los conceptos relacionados con el ensayo metalogrfico y las variables que involucra.

Etapa 2. Diseo.

Actividad 2. Diseo infraestructura fsica. De acuerdo a la identificacin de condiciones operacionales de los equipos que conforman el proceso metalogrfico, se modela la distribucin fsica para la correcta instalacin de cada uno de los equipos. Etapa 3. Elaboracin de manuales de operacin y hoja de vida.

Actividad 3. Establecimiento de las especificaciones de los equipos de acuerdo a normas tcnicas vigentes. Realizacin de la ficha tcnica y hoja de vida del microscopio metalogrfico.Actividad 4. Identificacin del software de anlisis. Consecucin de los elementos necesarios para la instalacin y conocimiento de las funciones del paquete computacional IMAGE PRO INSIGHT 8.0 e IMAGE J.Etapa 4. Anlisis metalogrfico.

Actividad 5. Preparacin metalogrfica. Se pulen y atacan las muestras de los aceros que se pretenden analizar. Actividad 6. Anlisis microscpico. Se llevan las muestras al microscopio metalogrfico con el propsito de identificar las fases presentes y el tamao de grano.Etapa 5. Procedimiento tcnico.

Actividad 7. Elaboracin del protocolo de la prueba. Se establece el procedimiento tcnico del ensayo metalogrfico enfatizando en el anlisis microestructural de la muestra y siguiendo los lineamientos establecidos en la norma NTC/ISO 17025:05. Etapa 6. Resultados de la Investigacin

Actividad 8. Informe final. Redaccin del informe final con los resultados y anlisis propios de la investigacin.

6. CRONOGRAMAEtapas

ActividadesMeses

123456

DocumentacinRevisin bibliogrfica.

DiseoDiseo infraestructura fsica

Elaboracin de manuales de operacin y hoja de vidaEstablecimiento de las especificaciones de los equipos de acuerdo a normas tcnicas vigentes

Identificacin del software de anlisis

Anlisis metalogrficoPreparacin metalogrfica

Anlisis microscpico

Procedimiento tcnicoElaboracin del protocolo de la prueba

Resultados de la InvestigacinInforme final

7. ALCANCE.

Se pretende lograr la estructuracin del ensayo metalogrfico enfatizando en el anlisis de muestras mediante conocimiento y aplicacin del software IMAGE PRO INSIGHT 8.0 e IMAGE J como actividad fundamental para la implementacin del ensayo en el laboratorio de resistencia de materiales de las Unidades Tecnolgicas de Santander.8. PRODUCTOS.Resultados de nuevo conocimiento

Tipo ProductoNombre o ttulo del productoPublicacin, casa editorial o institucin que otorga la patenteObjetivo relacionado

1

2Libro de InvestigacinUTS

3

4

Resultados de Formacin

Nmero de PersonasTipo de FormacinObjetivo relacionado

2Estudiantes de Ingeniera

9. PRESUPUESTO TOTAL Y FUENTES DE FINANCIACIN

Resumen del presupuestoRubrosFuentesTotal

PropiasContrapartida

Recurso Humano

12.000.0001.560.00013.560.000

Equipos 3.500.0000 3.500.000

Total15.500.0001.560.00017.060.000

Recurso HumanoNombreRolDedicacin

HorasValor

HoraRecursosTotal

PropiosContrapartida

Dos investigadores Ingeniera10 h/semana50.00012.000.00012.000.000

Director de Proyecto1h/semana65.0001.560.0001.560.000

Total12.000.0001.560.00013.560.000

Recurso MaterialEquipoJustificacinRecursosTotal

PropiosContrapartida

Preparacin de muestras.

Adquisicin de computador.3.000.00003.000.000

Imprevistos500.0000500.000

Total3.500.0003.500.000

10. ENTIDADES INTERESADAS EN EL PROYECTO DE GRADO.Unidades Tecnolgicas de Santander.

11. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] American Society for Metals Metals Handbook. Metallography and microstructures. Novena Edicin Volumen 9 Pginas 71-103. (1992).[2] Askeland, D.R. & Phul, P.P., 2004. Ciencia e ingeniera de los materiales. 4 ed. International Thompson editores, S.A.

[3] Callister, W.D., 2007. Materials science and engineering: an introduction. 7 ed. USA: Jhon Wiley & Sons, Inc.

[4] Diccionario esencial de la Real Academia Espaola, 1997. 2 ed. Madrid.

[5] Bramfitt, B.L. & Bencoter, A.O., 2002. Metallographers guide: practices and procedures for irons and steels. ASM International.

[6] GX41.en-2 [online]. De: http://www.olympus-ims.com/en/microscope/gx41/ [Acceso 2 Julio 2011].

[7] Instruction manual. Intructions GX41 Compact Inverted Metallurgical Microscope OLYMPUS.

[8] Standard test methods for determining average grain size. United States: ASTM, 1996. 25p. : il. (ASTM E 112)

[9] ICONTEC. 2005. NTC-ISO/IEC 17025. Requisitos Generales de Competencia de Laboratorios de Ensayo y Calibracin.

[10] DIETER, George. Mechanical metallurgy. Londres: Mc Graw Hill, 1988.

[11] GREAVES, R. H. y WRIGTON h. Metalografa microscpica prctica. Bilbao: Editorial Urmo, 1966.

[12] Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens. United States: ASTM, 2011. 12p. : il. (ASTM E 3)

[13] ASTM E3-0I R07 Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens

[14] Bentez J, Gmez D. Procedimiento de ensayo PE-88 Preparacin de muestras para anlisis metalogrfico. Universidad de los Andes Revisin #1 Abril 2007.[15] Vander Voort. G Metallography, principles and practice. Materials Park, Ohio: ASM International (2000).EVALUADORES (Uso exclusivo del comit de proyectos).

NombreProfesinInstitucin

MODALIDAD: Proyecto de Grado

FECHA:RECIBIDO:

TITULO DEL PROYECTO:

ESTRUCTURACIN DEL PROCESO DE ANALISIS MICROSCOPICO DEL ENSAYO METALOGRFICO EN EL LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES DE LAS UNIDADES TECNOLGICAS DE SANTANDER SIGUIENDO LOS LINEAMIENTOS DE LA NORMA ASTM E3.

ESTUDIANTES RESPONSABLES

Nombre: Juan Camilo Uribe Solano. Cd.: 1095915721 Carrera: Ing. Electromecnica.

Nombre: Josu Lizcano Murillo. Cd.: 91262492 Carrera: Ing. Electromecnica.

Firma:

Firma:

DIRECTOR DEL PROYECTO CODIRECTOR DEL PROYECTO

NOMBRE: Aldrin B. Velosa Pacheco NOMBRE:______________________________

FIRMA:________________________________FIRMA:________________________________

CC: ___________________________________CC: ___________________________________

FIRMA:________________________________

CC: ___________________________________

ALLAUCA F Influencia de la microestructura sobre las propiedades mecnicas en varillas de acero Escuela Superior Politcnica de Chimborazo Facultad de Mecnica, Escuela de Ingeniera Mecnica. Ecuador, 2011.

Garcia Biel Eduardo. Estudio Sobre la Microestructura y dureza de una Fundicin Nodular Sometida a Distintos Tratamientos Trmicos. Escuela Universitaria de Ingeniera Tcnica Industrial. Ingeniera Tcnica Industrial. Espaa, 2006.

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