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Trabajo Preparatorio #1GR 4 (Laboratorio)
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
PREPARATORIOS DE CIENCIA DE MATERIALES APLICADA
1. TEMA: Análisis metalográfico en aleaciones ferrosas 2. OBJETIVOS: - Realizar el análisis metalográfico de una probeta de un material ferroso extraída de un elemento de aplicación específica, en base a las normas de la ASTM E- 112 y ASTM A-247.
- Relacionar la microestructura de la probeta seleccionada con sus propiedades y características. 3. TRABAJO PREPARATORIO
- Consultar el alcance (scope) de las normas a utilizar en las prácticas: ASTM A247 - ASTM E112.
Norma ASTM A247: Como 1.1, el primer alcance de esta norma es brindar un método capaz de clasificar el nivel de grafito presente en los hierros fundidos en función de: distribución y tamaño de grano que son comparadas con otras micrografías de referencia. Este método está destinado a usarse en todas las aleaciones Fe-C con contenidos de partículas de grafito. Como 1.2, se recomiendo no usar las micrografías de referencia como una especificación, solamente como un indicativo para poder definir la microestructura de grafito. En el punto 1.3, se dice que las microestructuras presentes, permiten construir informes precisos y permitir una comparación fácil con informes de otros laboratorios. Finalmente, como 1.6, se aclara que la norma fue realizada bajo principios de normalización reconocidos internacionalmente. [1]
Norma ASTM E112: Como 1.1, el alcance es determinar la medida promedio del tamaño de grano y la forma en cómo compararlos con el proceso planimétrico. Este método aplica tanto para materiales metálicos y no metálicos. En el punto 1.2, este procedimiento se aplicará para muestras con distribución unimodal de las zonas de grano, diámetro y longitudes de intercepción. El método no es usado para caracterizar la naturaleza de las distribuciones. Para el punto 1.3, el alcance es determinar el tamaño
Trabajo Preparatorio #1GR 4 (Laboratorio)
planar del grano es decir solamente en dos dimensiones, reveladas por el plano de sección. En 1.4, se presenta técnicas manuales haciendo uso de imágenes estándar para compararlas por método de recuentos manuales. Para finalizar, los métodos de ensayo, abarcan solamente la prueba recomendada a ejecutar y estos no deben ser considerados como que establecen límites de aceptabilidad. [2]
Ambas normas establecen que, se debe tener en cuenta que los valores en unidades del sistema internacional, son considerados como estándar y aclara que, no se establecen los problemas de seguridad, sin embargo, los métodos deben hacerse bajo la responsabilidad del usuario.
- Consulte la influencia del tamaño de grano en las principales propiedades mecánicas de un material.
A un distinto tamaño de grano se obtienen cambios en las propiedades mecánicas del material estudiado, en este caso a menor tamaño de grano, se tiene un mayor rango de dureza, mayores valores de límite elástico al 0.2%, se tiene una mayor resistencia a la tracción y valores más pequeños en alargamientos. [3]
- Consulte en qué consiste la relación Hall-Petch
La relación de Hall-Petch es una ecuación con la cual se puede obtener el valor del límite elástico 𝜎𝜎𝑦𝑦, en la cual se relacionan esfuerzos y el diámetro medio del grano.
Específicamente, en la ecuación, se tiene el término 𝜎𝜎 0 el cual representa el esfuerzo de fricción necesario para mover una dislocación no bloqueada a lo largo de un plano de deslizamiento dependiendo. Dentro de la relación de Hall-Petch, el esfuerzo aumenta en función de una constante K, misma que depende del tipo del material y no de la temperatura, ni del diámetro medio del grano D. La ecuación es una clara demostración que, a menos diámetro de grano de un material se tendrá un mayor límite elástico y por tanto una mayor resistencia del material. [4]
4. REFERENCIAS
[1] ASTM Standard, “Standard Test Method for Evaluating the Microstructure of Graphite in Iron Castings 1,” Am. Soc. Test. Mater. , vol. 67, no. Reapproved, pp. 3–4, 1998, doi: 10.1520/A0247-19.Copyright.
