metodo de ensayo de la chispa
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ENSAYO DE LA CHISPA
1. OBJETIVO._____________________________________________________________________________
Realizar ensayos mediante el método de la chispa con diferentes aceros al carbono y aleados para desarrollar conocimientos y experiencias que nos ayuden a identificar visualmente y de forma práctica la composición química de las diferentes piezas que han sido materia de análisis en éste laboratorio.
2. INTRODUCCION._____________________________________________________________________________
Los aceros al carbono darán chispas blancas, luminosas y que tardan en extinguirse; cuanto más dulce el acero, mayor y más luminoso será el chorro de chispas.A medida que aumenta el contenido de carbono, disminuye la cantidad de chispas y el penacho se hace más corto.Los aceros de aleación dan chispas menos brillantes, a veces rojizas, con penacho muy corto.
Chispa producida por una lima, que suelen ser de acero W1 con contenido en carbono de 1%.
Acero que posiblemente contenga tugsteno, presente en algunas herramientas como fresas y otras utlizadas en el arranque de viruta a altas velocidades.
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ENSAYO DE LA CHISPA
Comúnmente, vemos que los comerciantes, asocian dureza con calidad y sin saberlo dicen SAE 1070 mejor que 1045 y este mejor que 1010. También se escucha por ahí, hierro dulce y hasta alguna vez en forma despectiva se escucha ¿ESTA HECHO DE CHAPA?. Como si esto fuera algo malo. BASTA DE MITOS: El acero por ser de un tipo u otro no es bueno o malo, simplemente es adecuado o no según sus exigencias. Lógicamente que como todas las cosas, dentro de un mismo tipo de acero, podemos encontrarnos con algunos mejores o peores, pero quiero dejar en claro que el SAE no indica calidad.
SAE 1070 SAE 1070 SAE 1070
También un acero puede ser tan duro o tan blando como dentro de las características del mismo lo permita y esto se logra mediante los tratamientos térmicos, sean de temple, cementado o recocido. Que quede bien claro que sea un acero SAE 1010 - 1045 - 1055 - 1070 - 8620 - 4140 - 1212 - 12l14 y hasta el famosísimo hierro dulce todos son aceros. El acero es una aleación y no podría fabricarse nada con hierro solo si no esta aleado con otros minerales. Los aceros mencionados, son utilizados para construcción y cuando decimos construcción, no nos referimos al de viviendas, si no al de productos de fabricación en serie como los nuestros. Se utilizan estos aceros porque los productos lo requieren.
SAE 1045
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Existe una forma muy simple de probar o comparar los aceros y es mediante la chispa. Si pasamos un acero SAE 1010 en una amoladora notaremos que las chispas son alargadas y finas, a medida que el Nº de SAE aumenta, veremos como las chispas van largando mayor cantidad de estrellas. Eso es por el carbono que contiene el acero y los últimos números del SAE obedecen al porcentaje de este. Por ejemplo un SAE 1070 tiene un 0.7 % de carbono aprox. El color más o menos rojizo o amarillento lo van dando otros componentes del acero.
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3. FUNDAMENTO TEORICO É IMPORTANCIA.____________________________________________________________________________
• Un haz de chispa puede dividirse en tres partes principales las cuales son mostradas en la figura.
• La primera Zona, a la salida de la piedra del esmeril, se encuentra formada por rayos rectilíneos en los que se puede observar perfectamente el color característico.
• La Segunda Zona, es la bifurcación, y algunas veces tienen lugar en ella algunas explosiones.
• La tercera y última Zona, es donde aparecen la mayor parte de explosiones adopta diversas formas, que se dé dominan, estrellas, gotas, lenguas, flores, etc.
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FORMA DE LAS CHISPAS IMAGENES DE CHISPAS TIPO DE
ACERO AISI-
StandardComposición
en %
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Ramillete con espinas, y puntas de lanza color rojo
Acero templado y revenido
4140 0,42 C1,1 Cr0,2 Mo
2
Líneas continuas, algunas espinas, formado por estallidos de Carbono
Acero endurecido
0,21 C1,3 Mn1,2 Cr
3
Líneas continuas, mas espinas se formaron por estallidos de Carbono
Acero al carbono para herramientas
1045 0,45 C0,3 Si0,7 Mn
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Muchos estallidos de Carbono que empiezan al pie del haz, muchos ramos
Acero al carbono para herramientas
W1 1,05 C0,2 Si0,2 Mn
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Antes de los estallidos de Carbono se incrementa la luz en el flujo primario. Muchos ramos pequeños
Acero aleado con Mn-Si
S4 0,60 C1,0 Si 1,1 Mn 0,3 Cr
6Flujo de líneas amarillas, aclarando en el centro, formando espinas en los extremos
Acero para herramientas aleado Mn
02 0,90 C 2,0 Mn 0,4 Cr 0,1 V
7
Pocos estallidos finos de Carbono seguidos por club liso luminoso
Acero para herramientas aleado W
S1 0,60 C 0,6 Si 1,1 Cr 0,2 V 2,0 W
8Un flujo delgado y lineal, el cuadro de la chispa vivo, líneas discontinuas en las cabezas
Acero para herramientas aleado Cr-W
O1 1,05 C 1,0 Mn 1,0 Cr 1,2 W
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Haz corto Templado: con pocos estallidos Endurecido: con muchos ramos luminosos
Acero para herramientas aleado con Cr carbono alto, ledeburita alta
D2 1,55 C 12,0 Cr 0,7 Mo 1,0 V
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El flujo de líneas continuas, alguno los estallidos de carbono, línea coloreada de naranja en la cabeza
Acero para trabajo en caliente, alta aleación
H13 0,40 C 1,0 Si 5,3 Cr 1,4 Mo 1,0 V
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El flujo de líneas rojo oscuro con brillo en la punta de la lanza, pocas espinas
Acero de alta velocidad
M2 0,90 C 4,1 Cr 5,0 Mo 1,9 V 6,4 W
12
Líneas del flujo rojas, punteadas oscuras con brillos en las cabezas de la línea
Acero de alta velocidad
T42 1.23 C 4,1 Cr 3,8 Mo 3,3 V
10,0 W 10,5 Co
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Haz corto con espina como los estallidos de carbono
Acero inoxidable
420 0,40 C 13,0 Cr
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Flujo continuo, línea sin los estallidos de carbono
Acero inoxidable
304 <0,07 C 18,5 Cr 9,0 Ni
Este método de identificar los metales es ampliamente empleado por los soldadores para identificar los hierros y aceros.
Se utiliza una pulidora mecánica de alta velocidad como equipo de prueba. Se debe usar SIEMPRE gafas protectoras para evitar lesiones en los ojos cuando repase los metales con muelas abrasivas.
Las chispas resultantes del contacto con la muela abrasiva tendrán distintas características según los distintos tipos de acero.
Cuanto más ligero el contacto, tanto mejor.Para poder identificar mejor las chispas, hágalo contra un fondo oscuro.La teoría de la prueba de las chispas es que al calentarse el metal, las distintas partes de cada metal se oxidan a diferentes velocidades y los colores de oxidación son diferentes.
El hierro relativamente puro, al ser calentado por la rueda abrasiva, no se oxida rápidamente. Por lo tanto, las chispas son largas y desaparecen al enfriarse. Conforme el contenido de carbón del acero o del hierro fundido aumenta, los compuestos de carbón y hierro tienen distintas temperaturas de ignición, por consiguiente, las características de las chispas difieren.
3.1. ELEMENTOS Y SU INFLUENCIA
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• Carbono: los aceros al carbono de 0.15 a 0.13% de Carbono dan chispas formadas por rayos lisos de color amarillo oscuro, en cuya punta aumenta ligeramente el volumen y la luminosidad. A medida que aumenta el carbono, aumenta el número de explosiones en forma de lanzas y flores siendo más brillantes y luminosas.
• Molibdeno: se identifica en los aceros que lo contienen, por aparecer en los extremos de los rayos amarillos una prolongación completamente separada de color rojo anaranjado.
• Wolframio: también se identifica con facilidad, por que son las chispas de color rojo oscuro, las menos luminosa de todos los aceros, que solo se aprecia en locales oscuros. Si la proporción de Wolframio (tungsteno) es alta, de las demás de 18%, las chispas son todas rojas, aunque a veces se producen ligeras explosiones de color rojo.
3.2. IMPORTANCIA
La mayor importancia consiste en la simplicidad del ensayo.Se trata de pasar un trozo de metal por una amoladora, y de acuerdo al color y tipo de chispa que despide, evaluar qué tipo de material es. Por ejemplo, un acero rápido produce chispas rojas y cortas, mientras que un acero al carbono produce chispas blancas y que estallan. Un ojo experimentado puede ser capaz de reconocer prácticamente todas las variedades comerciales de mayor uso... y así prevenir errores graves (o descubrirlos) Y no necesitas realizar ningún análisis químico o ensayo complicado.
4. EQUIPOS Y MATERIALES._____________________________________________________________________________
Equipos:
- 01 Moladora manual con disco de desbaste.- Equipo de protección personal básico + casaca + careta de esmerilar- 01 máquina fotográfica.
Materiales:
- 01 Plancha metálica- 02 Brocas para fierro de ½”- 01 Trozo de fierro corrugado- 01 Eje de levas- 01 Comba de 12 libras- 01 Brida de 6”- 01 Martillo de bola de 1 libra- 01 diente de fresado- 01 Segmento de riel
5. PROCEDIMIENTO._____________________________________________________________________________
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Se procede a realizar el ensayo formando grupos de 3 alumnos alternando los equipos para el desarrollo de las pruebas.
Se hace uso de la cámara fotográfica para tomar registro de las chispas generadas por cada uno de los materiales que han sido sujeto de éste ensayo.
Durante el desarrollo de las pruebas y en todo momento se toman las precauciones de seguridad necesarias para evitar algún tipo de evento que pueda ocasionar daños personales.
Con la finalidad de obtener los datos necesarios se realizaron hasta tres ensayos por material de prueba.
6. RESULTADOS._____________________________________________________________________________
Se ha tomado como referencia los gráficos anteriores para determinar el tipo de acero que asumimos corresponde a cada uno de los materiales ensayados.
Material de pruebaCaracteristicas de la chispa
Tipo de aceroLongitud (m) Color Forma
1 Plancha metálica 1.5 amarillaLíneas continuas, algunas
espinas, formado por estallidos de Carbono
Acero al bajo carbono
estructural
2Brocas para fierro de ½”
dorada 0.5 rojizaEl flujo de líneas rojo oscuro con brillo en la punta de la
lanza, pocas espinas
Acero de alta velocidad
negra rojizaLíneas del flujo rojas,
punteadas oscuras con brillos en las cabezas de la línea
Acero de alta velocidad
3Trozo de fierro corrugado
1.2 amarillaLíneas continuas, algunas
espinas, formado por estallidos de Carbono
Acero al bajo carbono
4 Eje de levasdiametro
10.5 naranja
Pocos estallidos finos de Carbono seguidos por club liso
luminoso
Acero aleado al medio carbono
diametro
20.8
naranja/rojiza
Haz corto con pocos estallidos con muchos ramos luminosos
Acero aleado con Cr carbono alto,
diametro
30.8
naranja/rojiza
Haz corto con pocos estallidos con muchos ramos luminosos
Acero aleado con Cr carbono alto,
5 Comba de 12 libras 0.6 naranjaMuchos estallidos de Carbono que empiezan al pie del haz,
muchos ramos
Acero alto carbono para herramientas
Material de prueba Carcteristicas de la chispa Tipo de acero
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Longitud (m) Color Forma
701 Martillo de bola de 1 libra
0.6 amarillaFlujo de líneas amarillas,
aclarando en el centro, formando espinas en los extremos
Acero aleado para herramientas aleado Mn
8 Diente de fresado 0.3 rojizaEl flujo de líneas rojo oscuro con
brillo en la punta de la lanza, pocas espinas
Acero de alta velocidad
9 Segmento de riel 1.2 amarilla
Antes de los estallidos de Carbono se incrementa la luz en el flujo primario. Muchos ramos
pequeños
Acero aleado con Mn-Si
A continuación se muestran algunas fotos de los ensayos realizados en Taller.
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7. CONCLUSIONES._____________________________________________________________________________
La chispa tiene tres zonas bien definidas. Que no todos los materiales desprenden el mismo volumen de chispa. Se observa que las chispas tienen diferentes colores por las características de sus
componentes. La experiencia ayuda a una mejor distinción de las diferentes chispas y sus
componentes.
FIN_____________________________________________________________________________