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7/27/2019 Informe n 2 Ciencias 2 Recocido Contra Acritud
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Recocido contra acritudInforme de laboratorio N 1 Ciencia de Materiales II
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICA
Ao de la Integracin Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad
Informe de Laboratorio N 2Recocido de recristalizacin
Curso: Ciencia de los Materiales II
Cdigo: MC 115
Profesor: Ing. Luciano Zamora
Seccin: A
Fecha de entrega: 09 de octubre del 2013
2013-II
Alumno Cdigo Firma
Jimnez Valenzuela Nohelia Luz 20120010H
Gregorio Salazar All 20120180K
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OBJETIVO DEL EXPERIMENTO
Observar cmo varan las propiedades mecnicas del metal (Cu) luego de
someterlo a un recocido de recristalizacin luego de, previamente, haberlo
sometido a un trabajo en fro o deformacin plstica.
Conocer los mecanismos de recristalizacin, las transformaciones que ocurren
en las estructuras cristalinas en el metal.
Realizar los respectivos ensayos de dureza y metalografa a los
materiales escogidos (Cu) para el trabajo en fro a distintos valores de
deformacin longitudinal y sometidos posteriormente a recocido.
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FUNDAMENTO TERICO
Recocido de recristalizacin
Recristalizacin significa volver a cristalizar lo que significa que los tomosen unsistema han perdido su estado de equilibrio.
Durante el procesado y fabricacin de metales y aleaciones, a veces es necesario tratar
trmicamente al material trabajado en fro para ablandarlo y aumentar as su ductilidad
y disminuir su acritud.
Si la temperatura de tratamiento es lo bastante elevada durante un intervalo de tiempo
suficiente, la estructura del metal trabajado en fro pasar a travs de una serie de
cambios, denominados:
a) Recuperacin, restauracin o alivio de tensiones
b) Recristalizacin
c) Crecimiento de grano o coalescencia
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Recuperacin
Cuando un metal fuertemente deformado se calienta en el rango de temperatura de
recuperacin, justo debajo de la temperatura de recristalizacin, se relajan las tensiones
internas del metal. Durante la recuperacin, se suministra suficiente energa trmica
como para permitir el reordenamiento de las dislocaciones en configuraciones de menor
energa. La recuperacin de muchos metales trabajados en fro genera una estructura
de subgranos con lmites de grano de ngulo pequeo. E l proceso de recuperacin se
llama poligonizacin, y frecuentemente es un cambio estructural que precede a la
recristalizacin. La energa interna del metal recuperado es menor que luego de estar
trabajado en fro, puesto que disminuye la cantidad de dislocaciones. Durante este
proceso, la resistencia de un metal trabajado en fro disminuye ligeramente, peroaumenta su ductilidad significativamente.
Recristalizacin
Cuando se calienta un metal trabajado en fro a una temperatura suficientemente alta,
se nuclean nuevos granos libres de deformacin en la estructura del metal recuperado,
e inician su crecimiento, formando una estructura de material recristalizado.
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La recristalizacin tiene lugar a travs de dos mecanismos principales:
1. Un ncleo aislado puede expandirse con un grano deformado.
2. Un lmite de grano de ngulo grande puede emigrar hacia una regin fuertemente
deformada del metal.
Para los dos casos, la estructura del lado cncavo de lmite que se mueve est libre de
deformacin y tiene una energa interna relativamente baja, mientras que la estructura
del lado convexo de la interfase que se mueve est altamente deformada con una gran
densidad de dislocaciones y una elevada energa interna. El movimiento del lmite de
grano se produce, por tanto, lejos del centro de curvatura del citado lmite.
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Crecimiento de grano o coalescencia
Se debe a la aplicacin de temperaturas ms altas que la temperatura de
recristalizacin, a medida que aumenta la energa trmica, la ubicacin de los tomos
es cada vez mayor por lo que se va expandiendo cada vez ms. Por lo que esto hace
que el tamao de grano sea grande, lo cual no es siempre recomendable pero tiene sus
aplicaciones.
Ensayos de dureza
Es la oposicin que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetracin, laabrasin, el rayado, la cortadura, deformaciones permanentes, etc.
El ensayo Rockwell: El durmetro Rockwell utiliza como penetrador un cono de
diamante o una bola de acero, y mide la dureza por la profundidad de penetracin. Es el
ms extendido debido a que se puede aplicar a todos los materiales y porque la dureza
se obtiene por medicin directa.
Sean estos los resultados de la dureza Rockwell:
Probeta sin
deformar.
Dureza en la
probeta deformada
es mayor.
Probeta deformada.
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Ensayos metalogrficos
Determinan las caractersticas micro estructurales de un metal relacionndolas con sus
propiedades fsica, qumicas y mecnicas.
Para realizar este ensayo es necesario preparar muestras representativas, es decir que
no presenten alteraciones.
Estas sern las vistas en el microscopio metalogrfico:
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Probeta sin deformar
La cantidad de grano en
la direccin vertical se
incrementa.Probeta deformada
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EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Para el recocido de recristalizacin de las probetas:
8 Probetas de Cu
Horno de recocido
Para la metalografa:
04 Lijas al agua ( 600, 800, 1000, 1500)
Equipo para el lijado de la probeta
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Alcohol
cido ntrico
Polvo abrasivo (almina)
Pulidora
Microscopio metalogrfico
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Para la medicin de la dureza:
Durmetro Rockwell digital
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PROCEDIMIENTO
Recocido de recristalizacin
Insertamos a las probetas de Cu en el horno y las calentamos hasta la temperatura de
recristalizacin del Cu durante un tiempo adecuado.
Preparacin de la probeta para la metalografa
Una de las caras que fue cortada se lijara, se pulir, se le realizara el ataque qumico
(cido ntrico) y finalmente se llevara al microscopio.
Ya en el microscopio metalogrfico se observara la microestructura de cada probeta y
se tomara una fotografa a la vista obtenida.
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Medicin de la dureza
Se midi la dureza de las probetas deformadas en la cara que fueron lijada usando la
escala Rockwell H.
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CLCULOS
Datos de la medicin de la dureza (Escala Rockwell H)
Material Deformacin
(%)
Medida de
dureza
Cobre 10 61.2
Cobre 15 60.1
Cobre 20 61.7
Cobre 30 63.7
Cobre 45 66.1
Cobre 50 57.2
Cobre 70 49.3
Cobre 80 26.8
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Antes del recocido:
Metalografa
Cu 20%
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Cu 35%
Cu 45%
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Cu 55%
Cu 80%
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CUESTIONARIO
1. Descr iba los mecanismos de la recristalizacin.
La recristalizacin tiene dos mecanismos principales:
a) Un ncleo aislado puede expandirse con un grano deformado.
b) Un lmite de grano de ngulo grande puede emigrar hacia una regin
fuertemente deformada del metal.
2. Al aumentar la temperatura para la recristalizacin, aumenta o disminuye el
tiempo para completar la recristalizacin. Explique.
El tiempo para completar la recristalizacin disminuye si aumentamos la
temperatura de recristalizacin.
Esto es debido a que habr un mayor flujo de energa trmica con lo que se
generar una mayor rapidez en el ordenamiento de las dislocaciones lo que
disminuir el tiempo.
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3. La temperatura de recristalizacin disminuye al aumentar la pureza del
material. Explique por qu.
La presencia de impurezas o de elementos de aleacin disminuye la velocidadde recristalizacin.
Estas impurezas tienden a segregarse junto a los bordes de granos, formando
atmsferas que los sujetan, dificultando su movimiento y retardando as la
recristalizacin. El efecto vara de un elemento a otro como se ve en el caso de
P y Ag en Cu. Cuanto mayor sea la cantidad y ms fina la distribucin de
impurezas insolubles, ms fino ser el tamao final de grano, lo que se
explica con el hecho de que no solo aumentan la nucleacin, sino tambin
actan como barreras al crecimiento de los granos.
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4. Qu efecto produce el recocido en un material deformado? Explique
detalladamente, en el caso de su probeta de cobre.
El recocido produce una disminucin de las tensiones internas en el material que
fueron acumuladas luego de la deformacin en fro producindose un
ordenamiento de la estructura cristalina a una de menor energa.
Con respecto a sus propiedades, la dureza disminuye, su ductilidad aumenta, la
resistividad elctrica disminuye y su tamao de grano aumenta.
Para mi probeta de Cu con 20% de trabajo en fro.
Luego de la deformacin en fro y antes del recocido.
Luego del recocido
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5. Grafique Dureza VS Deformacin (%)
Las probetas que tenan un mayor grado de deformacin son las que
disminuyeron ms su dureza en comparacin a las que tenan menos
deformacin.
6. A qu se llama recocido contra acritud?
Es aquel recocido que tiene por objetivo destruir el endurecimiento producido por
la deformacin en fri de los metales y hacer una estructura cristalina para as
darle buen brillo y conductividad elctrica.
Aplica a todos los metales que se endurecen por deformacin en fri.
Este tratamiento se da cuando no se enfra adecuadamente y no se logran las
propiedades a las que se quera llegar y busca la cristalinidad, sea de que tenga
buen brillo y que sea mejor conductor.
7. Con el recocido de recris talizacin, la energa interna aumenta odisminuye del metal?
Con el recocido de recristalizacin, la energa interna acumulada por el trabajo
en fro disminuye. Esto es debido a que existe un ordenamiento de las
dislocaciones y una disminucin de estas.
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CONCLUSIONES
Luego de la deformacin en fro aument su dureza, en el recocido disminuy
esta propiedad.
Luego del recocido de recristalizacin, el tamao de grano aumenta.
La toma de color oscuro de las probetas son consecuencias de un recocido.
Debido a las manchas y comparndolas con imgenes de aleaciones en ellaboratorio notamos que la probeta trabajada no era cobre puro, sino que se
trataba de un latn rojo, que es una aleacin de cobre pobre en zinc.
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RECOMENDACIONES
Es muy importante que se haga un buen lijado de la cara que se va a someter a
la metalografa, puesto que esto permitir apreciar con mucha ms claridad la
forma y el tamao de los granos en el metal.
Se debera delegar la responsabilidad de la toma de datos a un estudiante y que
este pase a los grupos los datos y las fotografas tomadas, de esta manera la
informacin sera ms ordenada y fidedigna.
La mayora de las probetas deberan llevarse adecuadamente preparadas para elensayo de dureza, esto es con las caras paralelas.
Hubiera sido ideal que se hubiese usada la misma escala Rockwell que se us
para medir la dureza en el ensayo de deformacin en fro.
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BIBLIOGRAFA
William F. Smith. Fundamentos de ciencia e ingeniera de materiales,Editorial McGrawHill, 1998.
http://es.wikipedia.org/wiki/Metalograf%C3%ADa
Cuaderno de apuntes de clase. 2013-2
http://es.wikipedia.org/wiki/Dureza
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