CÁTEDRA: Cinética de Procesos Metalúrgicos

Docente : Manuel Guerreros Meza

Integrantes

Antezana Escalante Jhonathan

Aquino Chumbile Carlos

Lopez Román jose Luis

ParionaLopezJairol

Soto Ticlavilca Anderson

HUANCAYO-2011

SEMESTRE: VI

ACERO ASI-SAE 1020 (UNS G10200)

1. Descripción: acero de mayor fortaleza que el 1018 y menos fácil de conformar. Responde bien

altrabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación. La soldabilidad es adecuada. Por su

altatenacidad y baja resistencia mecánica es adecuado para elementos de maquinaria.

2. Normas involucradas: ASTM A108

3. Propiedades mecánicas: Dureza 111 HB

Esfuerzo de fluencia 205 MPa (29700 PSI)

Esfuerzo máximo 380 MPa (55100 PSI)

Elongación 25%

Reducción de área 50%

Módulo de elasticidad 205 GPa (29700 KSI)

Maquinabilidad 72% (AISI 1212 = 100%)

4. Propiedades físicas: Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3)

5. Propiedades químicas: 0.18 – 0.23 % C

0.30 – 0.60 % Mn

0.04 % P máx

0.05 % S máx

ANALISIS METALOGRAFICO DEL ACERO SAE-1020

MATERIALES Y EQUIPOS

5 placas de SAE-1020

Lijas

Microscopio Electrónico

PROCEDIMIENTOS DE LA PRÁCTICA

1. PREPARACION DE LA MUESTRA

1.1. Se prepara las muestras en total 5 placas de forma rectangular del Acero SAE-1020 con las

siguientes medidas 5cm x1cm x ¼ pulgada.

1.2.Las técnicas de preparación metalográficas deja una superficie limpia y pareja, las dejan aptas

para el ataque por el reactivo químico, como por ejemplo puede ser ni tal al 3% para el caso de los

aceros, de tal manera de hacer visibles las características estructurales del material metálico o

aleación. La selección del reactivo de ataque está determinada por el metal o aleación y la

estructura especifica que se desea ver.

OBJETIVOS DEL ANALISIS METALOGRAFICO

El ataque químico, revela las fronteras de grano que aparecen como valles, en la superficie pulida.

En los materiales metálicos analizados se pueden encontrar estructuras de una o más fases, en los

cuales es posible la obtención de contrastes o más específicamente, la visión de fronteras de

granos, producto de las diferencias en la rapidez a que los diversos granos son atacados por el

reactivo.

Esta diferencia en la rapidez de ataque guarda relación con el ángulo que se forma entre

diferentes secciones de grano con el plano de la superficie pulida (valles). La luz del microscopio se

reflejara fuera del microscopio al chocar con la orilla de estos valles, haciendo que las fronteras de

grano aparezcan como líneas oscuras.

El límite de grano comúnmente es preferible ser observados a 100 aumentos, ya que se entrega

una importante información del material respecto a sus posibles propiedades mecánicas,

tratamientos térmicos, etc.

1.3. Todas las muestras deben ser de un tamaño de fácil manipulación por ende todas las

muestras fueron esmeriladas hasta que la superficie quede plana, y todas las ralladuras debidas al

corte manual o al disco cortador no sean visibles, emulando la superficie a un espejo

1.4. Luego del paso anterior, todas las muestras se pule sobre una serie de lijas que contienen

abrasivos finos. El primer papel es Nº 150 luego 200, 300, 400. Antes de pulir con la siguiente lija

se debe girar en 90º la muestra, a fin de eliminar el rayado realizado con la lija anterior.

1.5. Luego las probetas se lavan y luego se atacan por el método usual.

•Acero SAE 1020:

Composición: 0.20%C; 0.60- 0.90%Mn; 0.04%máx. P; 0,05% máx. S.

Ataque: Picral (composición: ácido pícrico 4grs., etil o alcohol de metileno (95% o absoluto)

100ml). Aumento: 200X

La muestra después del respectivo ataque se llevó Vista en el microscopio de la muestra.

al análisis en el microscopio.

La estructura recocida consiste en colonias de perlita (oscura), en una matriz ferrifica (claro).

ANALISIS DE LA CINETICA DE OXIDACION DEL ACERO SAE-1020

FUNDAMENTO

La oxidación de los metales y aleaciones tiene diferentes comportamientos cinéticos cuya

constante cineteca es dependiente de la temperatura y las condiciones en la cual se desarrollan.

OBJETIVO

El objetivo de la práctica fue conseguir la función matemática de la formación del oxido del acero

SAE-1020.

MATERIALES

5 placas de SAE-1020

Balanza Analítica de 4 dígitos

Un Vernier

Un Horno de CamadaEléctrica

PROCEDIMIENTO

1. Las muestras utilizadas para el análisis metalográfico fueran usadas para esta práctica.

2. Sepesó cada una de las muestras.

Después de pesar las 5 muestras de obtuvo los siguientes pesos:

PROBETA PESO (g)

1 11.63

2 11.643

3 11.6498

4 11.6462

5 11.6323

3. También para la práctica fue necesario medir las longitudes de las muestras para calcular el área

respectiva.

Como utilizamos muestras de longitudes de 5cm x 1 cm

todassus áreas serán iguales a 5cm2.

PROBETA AREA (cm2)

1 5

2 5

3 5

4 5

5 5

4. Después de esto las 5 muestras se colocaron en el horno en 600°C y se retiraron cada uno a los

10min, 20min, 30min, 40min, 60min respectivamente.

Horno utilizado para las prácticas.

4.1. Muestra para un tiempo de 10 min

Al pasar los 10 primeros minutos se sacó la primera muestra la cual se midió sus longitudes y se

determinó su peso respectivo.

PROBETA TIEMPO(min) Af (cm2) Wf (g)

1 10 5.2 11.6309

4.2. Muestra para un tiempo de 20 min

Al pasar los 20 minutos se sacó la segunda muestra la cual se midió sus longitudes y se determinó

su peso respectivo.

PROBETA TIEMPO(min) Af (cm2) Wf (g)

2 20 5.3 11.65

4.3. Muestra para un tiempo de 30 min

Al pasar los 30 minutos se sacó la tercera muestra la cual se midió sus longitudes y se determinó

su peso respectivo.

PROBETA TIEMPO(min) Af (cm2) Wf (g)

3 30 5.1 11.655

4.4. Muestra para un tiempo de 40 min

Al pasar los 40 minutos se sacó la cuarta muestra la cual se midió sus longitudes y se determinó su

peso respectivo.

PROBETA TIEMPO(min) Af (cm2) Wf (g)

4 40 5.07 11.6515

4.5. Muestra para un tiempo de 60 min

Al pasar los 60 minutos se sacó la última muestra la cual se midió sus longitudes y se determinó su

peso respectivo.

PROBETA TIEMPO(min) Af (cm2) Wf (g)

5 60 5.08 11.6412

A continuación se muestra las probetas oxidadas.

5. Con todos los datos obtenidos se elaboró una tabla de datos.

PROBETA TIEMPO(min) A0 (cm2) Af (cm2) Wo (g) Wf (g) ∆W (g) ∆A ∆W/∆A

1 10 5 5.2 11.63 11.6309 0.0009 0.2 0.0045

2 20 5 5.3 11.643 11.65 0.007 0.3 0.02333333

3 30 5 5.1 11.6498 11.655 0.0052 0.1 0.052

4 40 5 5.07 11.6462 11.6515 0.0053 0.07 0.07571429

5 60 5 5.08 11.6323 11.6412 0.0089 0.08 0.11125

6. Para encontrar la función cinética del SAE-1020 se graficó el tiempo versus la relación de las

diferencias de los pesos de las muestras entre las longitudes de las muestras antes y después del

horno.

0.0045

0.023333333

0.052

0.075714286

0.11125R² = 0.991y = 0.002x - 0.016

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min)

∆W

/∆

OBSERVACIONES

Las observaciones que se tuvieron en esta práctica fue al pasar el tiempo de permanencia de las

muestras en el horno y ver cómo iba cambiando el peso y las longitudes de las muestras de acero.

Otra observación es la que se dio en la gráfica, en la cual se observa una tendencia lineal es decir

que tiene una ecuación lineal y = 0.0022x - 0.0166.

CONCLUSIONES

Después de haber realizado esta practica pudimos reforzar y adquirir nuevos conocimientos

acerca de una prueba metalográfica, es decir, la prueba consiste en el pulido de una pieza metálica

como la cual va pasando de una lija con un grano mayor hasta una lija cuyo grano es muy fino; con

el objetivo de que dicha pieza quede completamente a espejo.

También pudimos presenciar gracias a la práctica lo que sucede en la oxidación

APORTACIONES Y SUGERENCIAS DEL ALUMNO

Nosotros creemos que la práctica se volvió algo complicada al ser demasiados alumnos y

poco el equipo para la realización de la misma por lo que proponemos que el profesor

genere un itinerario con equipos previamente establecidos para un mejor control en la

práctica