Reconocimiento de metales

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

TACNACIENCIA DE MATERIALES FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL ING. MECANICA

LABORATORIO No.01

RECONOCIMIENTO DE LOS METALES MEDIANTE EL ENSAYO DE LA CHISPA

1.OBJETIVOS

Estudiar la apariencia general y el uso de diversos metales ferrosos y no ferrosos. Identificar los diferentes tipos de metales ferrosos y no ferrosos mediante pruebas sencillas: densidad, magnetismo y ensayo a la chispa.2.EQUIPOS Y MATERIALES Esmeril de banco. Lentes de seguridad Balanza Imn. Barras de acero al carbono.

Barras de acero aleados.

Barras de fundiciones.

Barras de cobre y aleaciones de cobre.

Barras de aluminio y aleaciones de aluminio.

Barra de zinc.

Barra de plomo.

Barra de estao.

3.EXPOSICION TEORICA

3.1. DEFINICION DE METAL

Los metales son cuerpos con brillo, plasticidad (se pueden deformar por forja); tambin presentan alta conductibilidad elctrica y trmica. En esta definicin quedan involucrados los metales puros y sus respectivas aleaciones (combinacin de varios elementos metlicos y por lo menos un no metlico).

3.2. CLASIFICACION DE LOS METALES POR SU APARIENCIA

Cada metal se diferencia de otro por su estructura y propiedades, pero existen ciertos indicios que permiten agruparlos, as:

a) Metales negros. Tienen color gris oscuro, gran densidad (menos los alcalinotrreos), alta temperatura de fusin, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo (variacin de estructura cristalina). El metal ms caracterstico de este grupo es el hierro y sus aleaciones (aceros y fundiciones).

b) Metales de color. Suelen tener una coloracin roja, amarilla o blanco caracterstico. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusin relativamente baja y en ellos es caracterstico la ausencia de polimorfismo. El metal ms representativo de este grupo es el cobre y sus aleaciones (Latones y Bronces).

3.3. CLASIFICACION DE LOS METALES POR SU CONSTITUCION

Los metales por los elementos que la componen se pueden dividir en dos grandes grupos:

a) Metales ferrosos. El hierro y sus aleaciones que en su composicin bsica llevan Hierro y carbono. Pertenecen a este grupo los aceros y las fundiciones.

b) Metales no ferrosos. Son todos los dems metales y sus respectivas aleaciones.

En la Fig. 1 se presenta el detalle de esta clasificacin con algunas explicaciones breves que nos ayudan a diferenciarlos.

En general los metales ferrosos son ms pesados que los no ferrosos. Tambin los metales no ferrosos son ms costosos que los ferrosos. Los metales no ferrosos, a excepcin del nquel y el cobalto, todos son no magnticos; mientras que, a excepcin de algunos aceros especiales, todos los ferrosos son magnticos.

3.4. METALES FERROSOS

1)El Acero

Es una aleacin maleable de Fe y C, que contiene generalmente ciertas cantidades de Manganeso, silicio, azufre y fsforo como impurezas. El hierro es el elemento que entra en mayor proporcin y el carbono el que ejerce influencia ms decisiva en sus propiedades, caractersticas y tratamientos.

El contenido en carbono de los aceros vara desde 0.035 % a 1.7 %, llegando en algunos casos excepcionales a 2.2 %.

El acero al carbono (o sin alear) es el acero que debe principalmente sus propiedades al carbono que contiene.

Los aceros al carbono pueden subdividirse de manera general en tres grupos:

a) De bajo contenido de carbono, 0.05 a 0.25 % de C, en los que slo se requiere una resistencia moderada unida a una plasticidad considerable.

b) Aceros para maquinaria, 0.30 a 0.055 % de C, los cuales pueden tratarse trmicamente para desarrollar alta resistencia.c) Acero para herramientas, con 0.60 a 1.30 % de C. Este ultimo grupo comprende tambin los aceros para rieles y para resortes.El acero aleado (o acero especial) es el acero que debe principalmente sus propiedades diferentes a algn elemento o elementos distintos al carbono, o juntamente a tales elementos y al carbono.

2)Fundiciones

Las fundiciones son aleaciones de Fe, C, silicio que contiene de 2.0 a 4.5 % de C y 0.25 a 3 % de Si en combinacin con porcentajes variables de Mn, S y P, y a veces uno ms elementos aleantes, tales como Ni, Cr, Mo, Cu, V, Ti.

Se caracterizan porque adquieren su forma definitiva directamente por vaciado en moldes, no siendo nunca sometidos a deformacin plstica, ni en fro ni en caliente.

Son usados principalmente para fabricacin de maquinaria, motores, accesorios para agua potable.

Las fundiciones, por la forma y distribucin del carbono se subdividen cuatro grupos:

a) Fundicin blanca, en los cuales todo el carbono esta en forma combinada como cementita (Fe3C). Contiene poco silicio, menos de 1 %. Su fractura es blanco metlico.

b) Fundicin maleable, en los cuales la mayora o todo el carbono est sin combinar en la forma de partculas redondas irregulares, conocidas como carbono revenido, el cual se obtiene mediante tratamiento trmico de la fundicin blanca.

c) Fundicin gris, en los cuales la mayora o todo el carbono est sin combinar en forma de escamas de grafito (lminas). Contiene silicio de 1.5 a 3.5 %. Su fractura es gris.

d) Fundicin nodular, en los cuales, mediante adiciones de aleaciones especiales, el carbono est grandemente sin combinar en la forma de esferoides compactos, que se obtiene directamente desde la solidificacin.

3.5.METALES NO FERROSOSEl grueso de los metales no ferrosos est formado por las aleaciones de cobre, aluminio, magnesio, nquel, estao, plomo y zinc.

Otros metales y aleaciones no ferrosas que se utilizan con menor frecuencia incluyen cadmio, molibdeno, cobalto, zirconio, berilio, titanio, tantalio, los metales preciosos oro y plata y el grupo de platino.

Las aleaciones de cobre comerciales ms importantes se pueden clasificar como sigue:

1) Latones (aleaciones de Cu y Zn)

a) Latones alfa (aleaciones que contiene hasta 36 % de Zinc)

Latones amarillos alfa: 20 a 36 % de Zn.

Latones rojos: 5 a 20 % de Zn.

b) Latones alfa ms beta: 54 a 62 de Cu.

2) Bronces (hasta 12 % de elemento de aleacin)

a) Bronces al estao

b) Bronces al silicio

c) Bronces al aluminio

d) Bronces al berilio

3) Cupronqueles (aleaciones de cobre y nquel)

4) Plata nquel (aleaciones de cobre, nquel y zinc)

3.6.RECONOCIMIENTO DE LOS METALES POR EXAMEN DE LAS CHISPAS

Al estudiar las chispas hay que observar con gran detalle su figura y color. Una chispa puede dividirse en tres partes principales (Fig. 2).

Primera zona, cercana a la muela, formada por rayos rectilneos y en los que se observa con bastante claridad el color caracterstico.

Segunda zona, Parte intermedia donde an se conserva las lneas primitivas, pero aparecen bifurcaciones de los rayos y hay ya algunas explosiones.

Tercera zona, parte final, donde aparecen la mayor parte de explosiones que adoptan diversas formas: estrellas, gotas, lengetas, flores, ramificaciones, puntas de lanza, etc.

En el examen de las chispas deben observarse los menores detalles, hay rayos cuya figura y forma son iguales en cambio tienen coloraciones distintas y diferente intensidad luminosa. Otros se diferencian por su longitud y por la clase de trazo, que puede ser continuo, punteado, abultado, etc. El extremo de los rayos es uno de los caracteres ms importantes de las chispas. Pueden ser chatos, sin punta, con explosiones o sin ellas. Hay que observar tambin la forma de las explosiones y el lugar donde se producen, pues unas veces aparecen en la punta del rayo, otras en las bifurcaciones, etc.

4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO A LA CHISPA

1) Prepara el local oscuro y tomar las precauciones de seguridad (colocarse lentes, no colocarse delante del esmeril, sino al costado).

2) Encender el esmeril y presionar contra la muela una probeta de acero. Observar la chispa producida y reconocer sus partes. Dibujarlo o tomar foto.

3) Presionar contra la muela una probeta de fundicin. Observar la chispa y compararlo con la del acero; dibujar y explicarlo.

4) Presionar contra la muela una barra de acero aleado. Dibujar y explicar

5) Presionar contra la muela las diferentes barras de metales y aleaciones no ferrosas y compararlas con los aceros y fundiciones. Fundamentar lo observado.

5. INFORME

Preparar y presentar un informe con todas las anotaciones y dibujos acumulados durante la prctica.

6. TAREA

1) Investigar de que material esta fabricado un envase de cerveza BRAHAM?

2) Investigar con que materiales esta confeccionado el envase de NESCAFE?

BIBLIOGRAFIA

APRAIZ Aceros especiales y otras aleaciones. Ed. CEDEL. Espaa.

LEYENSETTERtecnologa de los oficios metalrgicos. Ed. CECSA. Mxico.

AVNERIntroduccin a la metalurgia fsica. Ed. McGraw-hill. 1974. Mxico.

MARKSManual del ingeniero mecnico: Vol 1. 8va. Ed. McGraw-Hill. Mxico. 1984

APRAIZFundiciones. 3ra. Ed. PPEEII. Espaa.

Prof. Julin Nieto Q.

FIG. 1.- CLASIFICACION DE LOS METALES USADOS EN LA INDUSTRIA

METALES

METALES FERROSOS

(Fe y C)

METALES NO FERROSOS

(Otros elementos, sin C)

FUNDICIONES

FUNDICION

MALEABLE

FUNDICION

GRIS

FUNDICION

NODULAR

FUNDICION

BLANCA

ACEROS

METALES PESADOS

METALES LIVIANOS

COBRE

ZINC

PLOMO

ALUMINIO

MAGNESIO

ACERO AL CARBONO

ACERO DE BAJA ALEACION

ACERO DE ALTA ALEACION

Para Construccin

Para

Herramientas

Para

Construccin

Para

Herramientas

Para

Construccin

Para

Herramientas

NOTA:

Acero al carbono : Tiene 0.06 a 1.5 % de C y pequeas cantidades de Mn, Si, P, S.

Acero de baja aleacin : Contienen 0.06 a 1.5 % de C y hasta 5 5 de metales de aleacin tales como Cr, Ni, W, Co, Mn, Mo, V, Al.

Acero de alta aleacin : Contienen 0.03 a 2.2 % de C y desde 5 a 45 % de metales aleantes.