INFORME DE LABORATORIO DE MATERIALES INDUSTRIALES. “Trabajo en Frio y cambio de propiedades.”

Nombre: Curso y paralelo: Número y título de sesión: Fecha de experimento: Fecha de presentación:

Angel Guevara Orozco. Materiales Ind. PL5, Viernes 16:30-18:30. Sesión No. 4, Trabajo en Frio. 25 de Julio, 2014. 1 de Agosto, 2014.

Resumen:

La práctica de laboratorio, se llevó acabo en las instalaciones de la ESPOL, en el laboratorio de

Metalúrgica en el cual los estudiantes llevaron a cabo la práctica de trabajo en frio y cambio de

propiedades, en la cual utilizaron una laminadora eléctrica (figura1), en la cual los estudiantes

podrían poner en práctica lo aprendido en clases teóricas, como lo es la reacomodación o

acomodamiento de las moléculas con ayuda de la fuerza ejercida por los 2 rodillos de la laminadora.

La clase comenzó haciéndose 4 preguntas por parte del instructor las cuales están respondidas al

final del resumen y las mismas que son:

1. Temperatura mínima para el trabajo en frio.

2. Tres mecanismos de endurecimiento.

3. Describir cuales de las tres probetas está más laminada, cual menos laminada, y cual no está

laminada.

4. Cuanta variación máxima que se puede dar a un material al momento de laminarse.

Posteriormente en la explicación del instructor, este dio a conocer que un trabajo en frio no es más que

dar forma a un material mediante diferentes procesos ya sean estos: trefilado, prensado embutición.

La deformación de un material es proporcional a la dureza del mismo lo mismo que en términos de

ingeniería no es bueno pues si un material tiene mucha dureza esto o hace quebradizo pues no tiene la

capacidad de moldearse o doblarse para poder soportar esfuerzos altos. En este caso los estudiantes

procedieron a trabajar con una barra pequeña de un metal desconocido para el estudiantado en

ese momento la misma que sería introducida en una laminadora eléctrica la misma que consta de 2

rodillos los cuales ejercen fuerza entre sí para poder laminar la muestra. Teniendo en cuenta

que la laminadora es una laminadora para materiales no ferrosos es decir que no tengan Hierro

se supo que el material a ser usado en la práctica seria el metal Aluminio, el instructor dio una

capacidad rápida acerca de la laminadora la misma que para poder apretarla se debía de girar su

torniquete en dirección anti horaria, y para aflojar sus rodillos se debe de girar el torniquete en

sentido horario. La laminadora también cuenta con un Stich el mismo que tiene tres niveles en

los cuales el del centro es para el apagado, el de la derecha es para el encendido, y por ultimo el de la

izquierda es para el retroceso por si es necesario.

Antes de comenzar a laminar la barra de aluminio se procedió a tomar muestras de sus dimensiones en

ese caso se tomaron en cuenta 3 datos de su espesor y de su anchura.

Para proceder a laminar el aluminio, se sabe que este no perderá materia pues se conserva la

masa y el volumen, cada uno de los estudiantes siguiendo las medidas de seguridad se turnaron

para poder pasar el aluminio una sola vez por la laminadora, solo se tomó muestra de la

deformación tanto en anchura como en espesor luego de la primera laminada, después de una

determinada cantidad de pasar el metal por la laminadora este consiguió una deformación

significativa, posteriormente la muestra ya no pudo soportar una nueva laminación, por ende

esta se quebró, esto se debió a que todos los materiales a mayor deformación, obtiene mayor

dureza, esto puede ser malo ya que un metal o material con alta dureza no puede aguantar

grandes impactos o grandes deformaciones, o caso contrario esta se rompe tal como sucedió

con la muestra del laboratorio.

Posteriormente se realizó un lijado de las tres muestras que posteriormente se necesitaría

identificar éntrelas que están: no laminada, semis laminado, muy laminado. Posteriormente se

realizó un ataque químico con una sustancia denominada Acido Hidrofluorico al cinco por

ciento durante 15 segundos, y el cual se neutralizo con alcohol o etanol la cual ayudara a

revelar los gránulos del material o metal aluminio, lo cual es necesario para poder identificar

cada una de las muestras con la ayuda del microscopio electrónico.

Enfoque Experimentales:

La primer parte de la clase se basó en conocer cómo se deforma un material en ese caso el

metal conocido como Aluminio cuando es sometido a fuerzas este sufre una deformación la

misma que no implica pedida de materia pues solo se lo deforma dejando constante la más y

volumen de la muestra de aluminio, después de exactamente laminaciones el material sufrió una

fractura en su estructura. Esto quiere decir que simplemente no se puede laminar

indefinidamente los materiales pues tienden a tener fracturas cuando adquieren demasiada

dureza por lo que se vuelven extremadamente frágiles, lo que los hace malos materiales para

ingeniería.

En la segunda parte de la práctica se usó 3 muestras de aluminio incrustados en un montaje

metalográfico con resina, los mismos que a los que se les realizo una lijada con ayuda de la

lijadora del laboratorio, después se las llevó al laboratorio de la planta inferior donde se encuentra el

microscopio electrónico, ahí se procedió a atacar a las 3 muestras de aluminio con el Acido Hidrofluorico

el mismo que estaba al 5 por ciento y el cual se dejó actuar durante 15 segundos sobre la muestra,

pasado ese tiempo se neutralizo al acido con ayuda de alcohol, aunque también se pudo detener la

reacción del ácido sobre el metal con ayuda de etanol. Posteriormente se secó con las muestras con

ayuda de la secadora para agilizar el trabajo de secado lo cual no afecta en nada sustancialmente a la

muestra.

Con ayuda del microscopio eléctrico se pudieron mostrar claramente el ordenamiento de las

moléculas del material, se llegó a la conclusión que la probeta o muestra 1 era la que no estaba

laminada pues contenía los granos más grandes y desordenados de las tres muestras, la muestra 2

contenía los granos más pequeños, y mejor ordenado entre las tres muestras por ende era la de

mayor laminación, y por último la muestra número 3 contenía granos de distintos tamaños tanto

grandes como pequeños lo que indica que la muestra esta semis-laminada, con lo cual se dio por

finalizada la clase de ese día.

Análisis de resultados:

A la hora de analizar los datos se comprobó que por causa de exceso de laminación los materiales

obtienen mayor deformación, lo que incurre en mayor dureza y por consiguiente más susceptible a

fracturas.

Se pudo observar con ayuda del microscopio electrónico que la muestra 1 contenía la estructura más

desordenada en relación con las otras dos muestras por ende esta era la de mayor desorden y por ende

sin laminar, En la muestra número 2 se pudo observar que esta contenía granos mas pequeños y más

ordenados en relación a las otras dos y por ende la muestra numero 2 era la muestra más laminada de

las 3, En la muestra número 3 se pudo observar que la muestra tenía granos grandes y pequeños lo que

nos indica que estaba laminada en menor proporción en comparación a la muestra 2 , pero más

laminada en proporción a la muestra 1. Por consecuencia esta esta solo semi-laminada

Preguntas:

1.-Temperatura mínima para el trabajo en frio.

Es la del ambiente

2.-Tres mecanismos de endurecimiento.

Defectos Puntuales (Intersticiales, Vacancias); Defectos de línea (Dislocaciones);

3.-Describir cuales de las tres probetas está más laminada, cual menos laminada, y cual no está

laminada.

Probeta 1: Sin laminar; Probeta 2: Muy Laminada; Probeta 3: Semi-laminada

4.-Cuanta variación máxima que se puede dar a un material al momento de laminarse.

Se lamina hasta que se rompa o fracture por volverse muy frágil por adquirir mucha dureza

Adjuntos:

Figura 1 Laminadora Electrica

Difractometro de Rayos X

Figura 2 ACIDO HIDROFLUORICO

Figura 3 Microscopio Electronico

Figura 4 PROBETA 1

(SIN LAMINAR)

Recordatorios para evitar problemas:

1. A la hora de tomar muestras contar siempre con los materiales de protección del

laboratorio.

2. No tomar como juego la sustancia del NITAL pues es un ácido muy poderoso

3. Asegurarse de que los equipos estén en buen estado antes de usarlos para evitar

inconvenientes.

4. Si hay alguna maquina en uso preguntar si no hay problema en usar la instalación sin

necesidad de manipularla.

5. En caso de que una maquina se encuentre en funcionamiento no detenerla pues estarán

haciendo análisis necesarios.

6. Remangarse bastante las mangas del mandil cuando se use la laminadora, para evitar cualquier

tipo de accidente

7. Solicitar ayuda a las personas que trabajan en el laboratorio si se requiere usar la pasta de

diamante.

Figura 4 PROBETA 2

(MUY LAMINADA)

Figura 4 PROBETA 3

(SEMI LAMINADA)