ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

PROFESOR:

Ing. Grace Vera

Materia:

Laboratorio de Ciencias de Materiales

PRACTICA N° 3: DEFORMACION PLASTICA

NOMBRE:

Juan Andrés Castro Montoya

FECHA DE LA PRÁCTICA:

5 de enero

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:

13 de enero

PARALELO:

103

AÑO LECTIVO:

2015-2016

Deformación plástica

Resumen

La práctica de deformación plástica se la realizo con el fin de ilustrar como varía las propiedades mecánicas de un material a medida que se la somete a deformaciones, para esto se usó procedimiento especifico llamado endurecimiento por deformación (strain hardening, en inglés) el fenómeno mediante el cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida que se lo deforma plásticamente.

Se realizó esta práctica con la ayuda del durómetro Rockwell y la laminadora universal.La máquina laminadora funciona mediante un sistema de engranajes, los cuales a medida que se gira una manivela de control, la carga de laminado va aumentando. Se tomaron 3 valores de nuestro e0para obtener un valor promedio en nuestra medición, luego por cada laminación dio 2 vueltas a la manivela y se introdujo la probeta, del mismo modo se usó el micrómetro para obtener un valor promedio en nuestro e f . Una vez finalizado el proceso de laminación tomamos la probeta y analizamos la dureza del mismo en el durómetro Rockwell. Una vez obtenido el valor de la dureza lo registramos en la tabla para posteriormente analizarlo mediante una gráfica, partiendo de un trabajo en frio de 0% hasta llegar al 69.11% que se ve reflejado este aumento así mismo en la dureza del material que partió de 44HRB hasta una dureza de 90HRB.

Enfoque experimental

Durómetro de Rockwell

Este durómetro posee una escala con la cual se puede guiar, para el aluminio se usó Rockwell B identador esférico de 1/16 con 100 kg como lo indicaban las respectivas escalas

Primero se deber verificar que la carga de prueba sea la correcta eso se lo hizo con la ayuda de las pesas que se encuentran atrás del equipo así también que la palanca se encuentre hacia delante una vez hecho esto se procede a girar la perilla hasta que la aguja pequeña llegue al punto rojo y la grande marque set, se aplicó la pre carga las

Imagen 1. Durómetro Rockwell

manecillas giraron hasta detenerse completamente luego de eso se jalo la palanca suavemente y el durómetro dio la medición de la dureza.

EQUIPO: MEDIDOR DE DUREZA

MARCA: ROCKWELL

SERIE: 752

MODELO: 3YR

CODIGO ESPOL:

2910

Tabla 1. Datos del durómetro Rockwell

Laminadora Universal

En la laminadora hay q fijarse en los indicadores que se encuentran sobre el disco principal para tener de referencia al momento de dar las vueltas para cada laminación. Para la práctica se daba dos vueltas en sentido contrario de las manecillas del reloj se encendía girando la perilla en 1 para que podamos introducir por delante la probeta y sacarla por detrás y caso contrario girando la perilla hacia el 2 que se tuvo que realizar en los últimos ensayos ya que aumento la longitud de la probeta.

Laminadora de materiales no ferrosos

Marca CATTANED GALLARTE

Tabla2. Datos de laminadora universal

Micrómetro

Con el micrómetro medimos el espesor inicial de la probeta tomando medición en el centro del área reducida sacando

Imagen 2. Laminadora Universal

un promedio de tres mediciones registramos en la tabla, después de cada laminación se realiza el mismo procedimiento y se registra en la tabla.

Micrometro Digimatic Micrometer

Marca Mitutoyo

Tabla3. Datos del micrometro

Luego de las mediciones de espesor se procede a medir la dureza con el durómetro Rockwell como es una probeta de aluminio se utilizara Rockwell B.

A continuación se presenta el cálculo de trabajo en frio y los datos de espesores y durezas en la tabla final:

cw%=e0−e fe0

∙100%

cw%=6.021−6.0216.021

∙100%=0%

cw%=6.021−5.6176.021

∙100%=6.71%

cw%=6.021−5.2906.021

∙100%=12.14%

cw%=6.021−4.2696.021

∙100%=29.10%

cw%=6.021−3.5786.021

∙100%=40.58%

cw%=6.021−2.706.021

∙100%=55.16%

cw%=6.021−1.866.021

∙100%=69.11%

Columna1 e0 ef CW% HRB1 6,021 6,021 0 442 6,021 5,617 6,71 46

3 6,021 5,29 12,14 474 6,021 4,69 29,1 555 6,021 3,578 40,58 796 6,021 2,7 55,16 807 6,021 1,86 69,11 90

Tabla4. Registro de las mediciones

Análisis de resultados

0 10 20 30 40 50 60 70 800

102030405060708090

100

HRB Vs CW

Grafica1. HRB Vs CW%

Según los datos obtenidos podemos observar que la dureza aumentaba después de cada pasada por la laminadora, esto se produce por las deformaciones en la estructura cristalina producida por el trabajo en frio. En la gráfica podemos observar un punto que no sigue la misma trayectoria que los demás puntos esto se debe al durómetro Rockwell que no están exacto por su largo uso y da algunas mediciones erróneas, podemos observar también que el comportamiento de la curva es exponencial con una ecuación aproximada mediante regresión exponencial :

y = 42,829e0,0114x

En esta grafica se puede observar que el aumento del porcentaje en frio desde el 50% hasta que llega al 80% que es proporcional al aumento de dureza del material.

Conclusiones

Conocimos el efecto que tiene el trabajo en frio sobre los metales, en nuestro caso la respuesta al trabajo en frio de la probeta de aluminio.

La laminación es un proceso de reducción de espesor por naturaleza muy ineficiente porque la mayor cantidad de energía se pierde como calor ello se puede notar claramente en el aumento de la temperatura de las probetas luego de la laminación.

Realizamos las respectivas curvas de trabajo en frio y dureza para la comparación de los resultados.

Referencias

[1] Luis Pereira. (2011). Ensayos de Dureza. 6/11/2014, de Anacap Sitio web: http://www.slideshare.net/vlady71/ensayo-de-dureza.Guía de laboratorio de Ciencias de Materiales

Anexos

CUESTIONARIO

1. ¿Por qué los cerámicos son frágiles y los metales son dúctiles?

En el caso de los cerámicos su composición molecular es rígida lo cual les aporta textura y masa pero es tan poco flexible que no absorbe los golpes y termina rompiéndose a falta de flexibilidad por otra parte los metales por el tipo de enlace químico metales los electrones se encuentran deslocalizados formando una red electrónica entre los átomos, esto hace que un metal pueda tener cierto movimiento interior sin que se quiebre, le da cierta elasticidad y movilidad a los materiales que presentan estos enlaces que se ven reflejados en su ductilidad.

2. ¿Por qué se dice que un material laminado en frío es material anisotrópico?

Esto se da por las dislocaciones de planos producidas en este procedimiento por lo

cual las propiedades no son iguales en todas las direcciones.

4. Mientras más se deforma en frio un metal, la dureza aumenta o disminuye?

Explique.

La dureza aumenta, esto se produce por las deformaciones en la estructura cristalina producida por el trabajo en frio.

5. ¿Cómo varía la resistencia a la tensión máxima y porcentaje de elongación de un metal deformado en frío?

Aumenta la resistencia a la tensión máxima y disminuye el porcentaje de

elongación.

6. Por qué un metal con estructura hcp se deforma plásticamente menos que un metal con estructura bcc?

Esto se da por la forma de su celda unitaria, lo cual evita el desplazamiento de

planos fácilmente.

7. ¿Un acero con tamaño de grano fino es mas deformable que un acero de tamaño de grano grueso? Explique.

Debido a que la dureza es inversamente proporcional a la ductilidad, por lo que un

acero de grano fino es mas duro y menos deformable que el acero de grano grueso.

Ejercicios post-laboratorio:

A. Seleccione el material. Se desea obtener un alambre conductor para un tendido eléctrico. El caso a) es Cu puro y el caso b) es latón, entonces cual de los 2 procesos de endurecimiento escogería si necesita aumentar la resistencia a la fluencia del alambre a 25000 psi?

Yo escogería la opción (a) debido a que presenta una mayor resistencia a la fluencia y

también una mayor conductividad eléctrica, siendo esto esencial para el tendido

eléctrico.