Informe TPI M3










Escuela de ingeniería mecánica
Transformaciones de los materiales
Trabajo Práctico Integrador: “Estudio de perno de pistón motor FIAT”

Docentes: Ariel Perotti
Ana Velia Druker
Martín Leonard
Alumnos: Maximiliano Moya M-5501/8
Patricio Zamora Z-1007/3
Año 2014

DESCRIPCION DE LA PIEZA:
 Es un eje de acero con el centro hueco que sirve para articular el émbolo ala biela y es el eje con respecto al cual oscila esta última. Es la pieza que más esfuerzo tiene que soportar dentro del motor.
Este perno trabaja en condiciones de carga de signo variable en el proceso de cuatro tiempos y próximas a las de carga pulsante en caso del proceso de dos tiempos. Además, el bulón experimenta carga térmica debida a la transmisión de calor desde la cabeza del émbolo y aldesprendimiento de aquél que se produce por el rozamiento del propio bulón con el pie de la biela y con los tetones del émbolo. Como resultado de esto se crean unas condiciones desfavorables para conseguir el rozamiento fluido. Debido a que el rozamiento es semifluido, el bulón y las superficies que están en contacto con él; los tetones del émbolo y del pie de la biela se desgastan mucho.
Para conseguirunas condiciones normales de funcionamiento del bulón su estructura debe satisfacer las condiciones siguientes: poca masa, mínima deformación durante el trabajo, buena resistencia al impacto, y gran resistencia al desgaste y a la fatiga. El bulón se hace de forma cilíndrica hueca.
Es un perno de tipo fijo (sujeto a los soportes del pistón por contracción).

Geometría de la pieza:


ENSAYOSREALIZADOS:
Dureza superficial:
Lo primero fue realizar un ensayo de dureza en la superficie a lo largo de una directriz del perno utilizando un durómetro con escala Rockwell C.
En la siguiente tabla mostramos los valores obtenidos:






Luego procedimos a cortar una parte de la pieza a 10mm de uno de los extremos, la cual se utilizara en los siguientes ensayos previa inclusión en baquelita. Para realizarel corte de la pieza utilizamos una sierra de disco refrigerada con agua, lo que nos permitió obtener un corte parejo y sin elevada temperatura lo que podría distorsionar la estructura interna de la pieza.
Ensayo metalográfico:
Para realizar este ensayo debimos incluir la porción de la pieza antes cortada en baquelita, luego acondicionamos la superficie a estudiar, lijándola con papel esmerilbañado en agua de diferente granulometría, comenzando con una nº60 y finalizando con una nº1200. Luego para el pulido final utilizamos un paño de terciopelo lubricado con propilenglicol.
Una vez que se obtiene el pulido a espejo, atacamos la probeta con una solución de 4% nital en alcohol para poder observar su estructura en el microscopio metalográfico, donde además tomamos fotos de la superficie yel núcleo con distintos aumentos (100x y 400x).



Imagen Nº1: Aumento x100 en la superficie exterior.

Imagen Nº2: Aumento x500 en la superficie exterior.

Imagen Nº3: Aumento x1000 en la superficie exterior.

Observación: En la superficie observamos una martensita fina en forma acicular de alto porcentaje de carbono con granos uniformes y muy poco de austenita retenida.
Esto provoca en lasuperficie una alta dureza y una gran resistencia al desgaste.


Imagen Nº4: Aumento x100 en el núcleo.

Observación: Podemos distinguir embastecimiento de grano pudiendo deberse esto a exceso de temperatura, o baja velocidad de enfriamiento en el núcleo.
Imagen Nº5: Aumento x500 en el núcleo.

Imagen Nº6: Aumento x1000 en el núcleo.

Observación: Podemos notar granos de ferrita libre en borde de granode martensita, esto puede haber ocurrido debido a una baja en la temperatura antes del temple.
En el núcleo observamos una estructura martensítica gruesa en forma de bastones debido al bajo-medio contenido de carbono.

Ensayo de microdureza:
Distancia[mm]
HV
HRc
0,1
718
60,9
0,2
746
62
0,5
638
57,2
0,7
568
53,4
0,9
516
50,2
1
483
47,9
2,5 (núcleo)
348
35,3

Determinación de la capa efectiva:...