Experiencia de laboratorio

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
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LABORATORIO DE MATERIALES DE INGENIERÍA:
“Observaciones de la microestructura y ensayos mecánicos”

Introducción

Los laboratorios de Materiales de Ingeniería pretenden entregar al alumno una visión más completa y acabada de la estructura, composición ycaracterísticas físicas y mecánicas de los diferentes tipos de materiales que son utilizados en las distintas ramas de la Ingeniería.
Gracias a los laboratorios hechos en el Departamento de Ingeniería Mecánica con el profesor Tomás Ovalle, pudimos observar en la práctica cómo se aplican las diferentes técnicas y los procedimientos que se ocupan para trabajar y estudiar los materiales.
Con la tecnologíadisponible en los modernos laboratorios del departamento, es decir, ocupando microscopios electrónicos, máquinas de ensayo de tracción, Charpy, Rockwell y otros, conocimos a través de los ensayos el comportamiento de algunos tipos de aceros, aluminio y aleaciones.

Laboratotio Nº2
Cuando el metal fundido solidifica, en varios puntos se comienzan a reunir moléculas y forman un núcleoordenado que crece en todas direcciones.
Las agrupaciones de celdas que comienzan a solidificar, crecen tridimensionalmente hasta toparse unas con otras, deteniendo el crecimiento.
Esto produce zonas en las cuales la red cristalina está ordenada las que llamaremos granos y zonas denominadas límites de grano o fronteras de graÖ, en donde no eKiste orden alguno.
Para observar esto en unmicroscopio, se pule una superficie plana, lo que corta los granos en cualquier dirección. Para mejorar la visualización se aplica sobre la superficie una solución ácida denominada ataque, la cual corroe los granos en mayor o menor grado, dependiendo de su orientación cristalina.

Laboratorio Nº3
Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medirsu comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tracción, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.

EXPERIENCIA DE LABORATORIO #1

1. Objetivos

La idea de esta experiencia era visualizarla estructura o composición microscópica de probetas o muestras de acero, las que provenían de distintas partes mecánicas, como piñones, engranajes, ejes, etc.

2. Desarrollo

Lo primero que hicimos con las probetas, que eran fragmentos de aceros que tenían una cara plana con forma rectangular o de disco principalmente, fue pasar la parte más lisa sobre lijas al agua, cuyas densidadeseran de 240, 320, 400 y 600 puntos por pulgada cuadrada. Las pasadas se hacían en forma vertical, deslizando fuertemente la probeta sobre la lija en un solo sentido, y se debía rotar la probeta en 90° a medida que se cambiaban las lijas.

A continuación, se pulían las caras recién lijadas con polvos de alúmina (AL2O3) de 0.05 micrones y agua, durante 5 minutos, en bandejas o discos que girabana velocidad constante. Después de tener una superficie completamente lisa, las caras eran lavadas con alcohol y secadas rápidamente con un secador para evitar manchas que pudieran dificultar la observación microscópica.

Siguiendo con el proceso, se pasó a la sala de microscopios electrónicos, donde se usó un aumento de 100x; las probetas fueron asentadas en masilla, para que estuvieranfijas al momento de ser observadas. Pudimos ver en detalle los distintos tipos de acero, tamaños de grano, imperfecciones, fases de los aceros e incrustaciones.
En las muestras examinadas vimos principalmente aleaciones de hierro y carbono; cuando tienen desde una pequeña cantidad, aproximadamente 0,03%, a un 1,2% de carbono, y de un 0,25% a un 1% de manganeso y menores cantidades de otros...
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