INFORME DE LABORATORIO

Nombre:

Curso y numero de sección:

Número y título de experimento

Profesor

Fecha de experimento

Fecha de presentación

Nombre de compañero de laboratorio

Jean Carlos Villegas

Materiales de ingeniería PL104, jueves 7:30-9:30

Experimento No. 1, diagrama de fases por difusión

José Pilataxi

Junio 2 y junio 6, 2014

19de Junio, 2014

Cristhian romero, Andrés Rodríguez

A) Título de la práctica

Diagrama de fases por difusión

B) Resumen

La práctica consistió en conocer y observar una nueva fase entre el cobre y el zinc mediante la técnica de

difusión, que consiste en subir la temperatura de los dos elementos hasta un valor aproximado al punto de

fusión del elemento solvente (zinc), dando una difusión intersticial, este proceso se lo realiza en un horno,

es importante mencionar que el cobre fue previamente calentado para que no existe un choque térmico.

Por lo tanto nuestros objetivos planteados fueron determinar la fase que se genera entre el cobre y el zinc

sabiendo a que temperatura y porcentaje de elemento solvente está y realizar un análisis metalográfico de

la aleación mediante una muestra previamente tratada con normas ASTM, con el fin de obtener

información de la fase formada entre los dos elementos. Finalmente se determinó por medio de la muestra

metalográfica que no existió difusión ya que no hubo una fase entre ellas en este caso latón debido a

errores ilegítimos introducidos en la práctica ya sea por un mal corte con la sierra o demorar en limpiar el

ataque químico.

C) Enfoque experimentales

Equipos y Materiales

El experimento se hizo con ayuda del microscopio metalográfico invertido (MM-600) para el análisis

metalográfico y varios hornos cono equipos primordiales, además se utilizó en el microscopio, el

software que viene incluido con el equipo(X-PLUS) por otro lado es importante realizar varios pulidos y

un ataque térmico en la muestra para trabajar con el microscopio y poder observar la estructura

microscópica de la muestra mediante reflexión.

La práctica se realizó en base a normas ASTM por lo general para realizar un análisis metalográfico de

metales o aceros se emplea la norma ASTM E407 – 07 [1]

Adicional a los equipos se utilizó varios materiales que fueron vital para el desarrollo de la práctica entre

ellos tenemos: varilla de cobre (ϕ=2.5 cml=4cm ¿, musgosa de zinc (400g), tubos pírex (

ϕ=2.5 cml=20 cm), sierra de corte, hidróxido de amonio (N H 4 OH ), agua, peróxido de hidrógeno (

H 2 O2), crisol y arena de fundición, etc.

Las condiciones de pruebas realizadas en la práctica fueron a una temperatura ambiente, el número de

ensayos: 1 y la temperatura de difusión entre los elementos fue de 400c y el pulido debe ser de forma

transversal a la anterior.

Procedimiento

En primer lugar se tuvo que preparar la muestra, consistió en colocar la musgosa de zinc en el horno y por

otro lado calentar la varilla de cobre para evitar un cambio brusco de temperatura (choque térmico) al

juntar con el zinc, el proceso de difusión se lo realizada una vez colocado el cobre y la musgosa en el

horno, en específico en orificios hecho de arena de fundición, la cual permite que no haya mucha pérdida

de calor al exterior y exista un buen proceso de difusión.

Una vez colocado los dos elementos graduamos a una temperatura cercano al punto de fusión del

solvente(entre 300⁰c a 400⁰c) hay que tener en cuenta el tiempo de difusión porque de esta depende la

concentración que hay de zinc con respecto al cobre, después de que exista una nueva fase se retira la

muestra con guantes de calor y pinzas para someter a un tratamiento térmico de templado con la

disipación del agua, entonces se comienza a preparar la muestra metalográfica, primero en cortar

transversalmente cada difusión pareja, se realiza un desbaste grueso esto consiste en pulir 4 veces la

muestras con diferentes lijas de tamaño de grano y en dirección perpendicular una de otra hasta que no

exista rugosidad o rayas en el material, entonces se lleva a un desbaste fino en la pulidora metalográfica

donde se coloca polvo de aluminio para pulir y finalmente se hace un ataque químico en la región donde

se va observar.

D) Análisis de resultados

Resultados: Muestra 1Es importante conocer que las fases que se presentan en este compuesto binario

son 5: α ,β , γ , ε , η por lo general para compuestos por difusión la fase α se encuentra de una tonalidad

rojiza y de tonalidad amarillenta para el compuesto intermetálico β , para γ la tonalidad es verdosa y

puede observar en determinadas zona de agrietamiento producido por el pulido

Se observa en la frontera de los dos materiales café zinc y amarillento cobre que no existe una

difusión entre ellos porque no hay otro tipo de grano equinoccial que tenga diferentes

características, cabe recalcar que las manchas rojizas son producidas por el nital

Figura 2 –muestra metalográfica 200x

Podemos afirmar que en la foto superior tampoco existe una fase entre los elementos, solo granos en la frontera que son el zinc y diversas rayas que es producto del pulido mecánico.

En

En base a lo descrito al principio se observa una estructura granular definido por bordes café

oscuro para mi concepto son granos de cobre pero pienso que además hay fase γ debido que hay

Figura 1 –muestra metalográfica 200x

Figura 3- muestra metalográfica

una tonalidad verdosa en los bordes de grano.

Después de haber analizado las tres gráfica en base a lo investigado y descrito al principio de análisis de

resultados no existe una fase de latón en el compuesto es decir no existió difusión debido a errores

ilegítimos introducidos en la práctica ya sea por un mal corte con la sierra o demorar en limpiar

el ataque químico, de ahí se cumplió con lo establecido un buen pulido en direcciones

perpendiculares y templado.

E) Referencias

www.googleusercontentlatones.com

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

Fundamentals of Material Science and Engineering: An Integrated Approach, William

Callister,4th edition,2012

F) Adjunto

.

Figura 4 –diagrama de equilibrio de las aleaciones cobre-zinc

En esta gráfica se aprecia las diferentes fases que posee la aleación cobre-zinc, en función del porcentaje de zinc en el cobre a una temperatura T.