Informe de solidificación (aluminio 3003)
Páginas: 29 (7115 palabras)
Publicado: 30 de octubre de 2011
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES
LABORATORIO DE METALURGÍA FÍSICA II
PRÁCTICA Nº 1: SOLIDIFICACIÓN
Caracas, Distrito Capital. Febrero 2011.
RESUMEN
El objetivo principal de este análisis es conocer cómo afecta la velocidad de enfriamiento y el efecto delsobrecalentamiento en el proceso de solidificación de una aleación de aluminio 3003, tomando en cuenta las macroestructuras obtenidas luego de vaciar aluminio fundido en moldes de materiales diferentes como lo son metal y cerámico, los cuales de acuerdo a sus propiedades permitirán una mayor o menor disipación de calor influyendo en la transformación de fase sólido – líquido favoreciendo cualquiera desus dos etapas que son el crecimiento y la nucleación de los granos de aluminio.
Para este análisis se usó la aleación de aluminio 3003 que luego de solidificarse en cada colada obtuvo la forma de lingote, éstas fueron cortadas transversal y longitudinalmente obteniéndose 12 muestras, a cada una de estas piezas se le realizó la preparación metalográfica, donde se procedió a desbastar con lijasdesde 150 hasta 1200 grit, se continuó la preparación puliendo cada pieza con un paño abrasivo y alúmina de 0,1 micrones y por último las muestras fueron atacadas con el reactivo Tuckers Regent este permitió visualizar el tamaño de grano, se observaron precipitados, y además reveló cada una de las zonas presentes luego del proceso de solidificación. Observándose que la muestra con menor zona chillcorresponde al lingote colado en un molde cerámico proveniente de una temperatura de 750 ºC. La mayor zona columnar se produjo en el molde metálico proveniente de una temperatura de 750 ºC (también se obtuvo el mayor volumen de rechupe). Se observó la mayor cantidad de grietas en la muestra producida por el molde metálico a una temperatura de 900 ºC.
INTRODUCCIÓN
La solidificación es elcambio del estado líquido al estado sólido. Es un proceso muy importante en metalurgia, debido a que todas las piezas metálicas, con excepción de las obtenidas pulvimetalúrgicamente y por electrodeposición, han pasado por la solidificación en algunas etapas de elaboración, pues han sido moldeadas directamente a la forma final, como las piezas de fundición, o han sido moldeadas a formas intermedias,llamadas lingotes. Estando las propiedades del producto final condicionadas por las variables del proceso de solidificación.
Una de las primeras etapas en el empleo de la mayoría de los metales es el vertido del metal fundido en moldes, generalmente de arcilla, de productos orgánicos (resinas) o de fundición (coquillas). La solidificación de un metal o una aleación, puede dividirse en dos etapas,tales como: la formación de núcleos estables en el fundido (nucleación) y el crecimiento de dichos núcleos para formar cristales (formación de una estructura granular). Cuando un lingote ha solidificado, pueden distinguirse tres zonas que dependen del tipo de grano que se ha desarrollado durante el enfriamiento y su ubicación, tales como: La zona chill (constituye una zona de enfriamientorápido, formada en la superficie del molde), la zona columnar (nace en los granos de la zona chill y continúa su crecimiento hacia el centro del lingote), y la zona equiaxial (producida en la zona central del lingote, dónde se observan granos equiaxiales).
En este trabajo se realizará un proceso de solidificación de un lingote de aluminio 3003 y se conocerá el efecto del sobrecalentamiento del líquidoy la velocidad de enfriamiento sobre las macroestructuras de solidificación, además se podrán observar algunos defectos volumétricos que pueden producirse durante la solidificación (rechupe, microporosidades, entre otros).
FUNDAMENTO TEÓRICO
SOLIDIFICACIÓN
La solidificación de los metales es el cambio del estado líquido al estado sólido y descansa en la formación y crecimiento de los...
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES
LABORATORIO DE METALURGÍA FÍSICA II
PRÁCTICA Nº 1: SOLIDIFICACIÓN
Caracas, Distrito Capital. Febrero 2011.
RESUMEN
El objetivo principal de este análisis es conocer cómo afecta la velocidad de enfriamiento y el efecto delsobrecalentamiento en el proceso de solidificación de una aleación de aluminio 3003, tomando en cuenta las macroestructuras obtenidas luego de vaciar aluminio fundido en moldes de materiales diferentes como lo son metal y cerámico, los cuales de acuerdo a sus propiedades permitirán una mayor o menor disipación de calor influyendo en la transformación de fase sólido – líquido favoreciendo cualquiera desus dos etapas que son el crecimiento y la nucleación de los granos de aluminio.
Para este análisis se usó la aleación de aluminio 3003 que luego de solidificarse en cada colada obtuvo la forma de lingote, éstas fueron cortadas transversal y longitudinalmente obteniéndose 12 muestras, a cada una de estas piezas se le realizó la preparación metalográfica, donde se procedió a desbastar con lijasdesde 150 hasta 1200 grit, se continuó la preparación puliendo cada pieza con un paño abrasivo y alúmina de 0,1 micrones y por último las muestras fueron atacadas con el reactivo Tuckers Regent este permitió visualizar el tamaño de grano, se observaron precipitados, y además reveló cada una de las zonas presentes luego del proceso de solidificación. Observándose que la muestra con menor zona chillcorresponde al lingote colado en un molde cerámico proveniente de una temperatura de 750 ºC. La mayor zona columnar se produjo en el molde metálico proveniente de una temperatura de 750 ºC (también se obtuvo el mayor volumen de rechupe). Se observó la mayor cantidad de grietas en la muestra producida por el molde metálico a una temperatura de 900 ºC.
INTRODUCCIÓN
La solidificación es elcambio del estado líquido al estado sólido. Es un proceso muy importante en metalurgia, debido a que todas las piezas metálicas, con excepción de las obtenidas pulvimetalúrgicamente y por electrodeposición, han pasado por la solidificación en algunas etapas de elaboración, pues han sido moldeadas directamente a la forma final, como las piezas de fundición, o han sido moldeadas a formas intermedias,llamadas lingotes. Estando las propiedades del producto final condicionadas por las variables del proceso de solidificación.
Una de las primeras etapas en el empleo de la mayoría de los metales es el vertido del metal fundido en moldes, generalmente de arcilla, de productos orgánicos (resinas) o de fundición (coquillas). La solidificación de un metal o una aleación, puede dividirse en dos etapas,tales como: la formación de núcleos estables en el fundido (nucleación) y el crecimiento de dichos núcleos para formar cristales (formación de una estructura granular). Cuando un lingote ha solidificado, pueden distinguirse tres zonas que dependen del tipo de grano que se ha desarrollado durante el enfriamiento y su ubicación, tales como: La zona chill (constituye una zona de enfriamientorápido, formada en la superficie del molde), la zona columnar (nace en los granos de la zona chill y continúa su crecimiento hacia el centro del lingote), y la zona equiaxial (producida en la zona central del lingote, dónde se observan granos equiaxiales).
En este trabajo se realizará un proceso de solidificación de un lingote de aluminio 3003 y se conocerá el efecto del sobrecalentamiento del líquidoy la velocidad de enfriamiento sobre las macroestructuras de solidificación, además se podrán observar algunos defectos volumétricos que pueden producirse durante la solidificación (rechupe, microporosidades, entre otros).
FUNDAMENTO TEÓRICO
SOLIDIFICACIÓN
La solidificación de los metales es el cambio del estado líquido al estado sólido y descansa en la formación y crecimiento de los...
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