Reconocimiento_de_materiales.pdf

8/17/2019 Reconocimiento_de_materiales.pdf

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Universidad Nacional de Colombia. Asignaturas“Soldadura” y “ Metalurgia de la Soldadura” González Aguirre Jamid Eduardo, Fonseca Niño Jhon Edward, Quintero Flórez Rafael Damián

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Resumen — En este documento se describirán sietetécnicas para aplicar en reconocimiento materiales, principalmente metales, con el fin de caracterizarlos ydiferenciarlos claramente, para su posterior inspección en prácticas de laboratorio.

Índice de Términos — conformado, extrusión,rugosidad, densidad

I. INTRODUCCIÓN

Por medio de análisis cualitativos y semicuantitativos se puede llegar a tener unaaproximación real a la caracterización de unmaterial [2]. Para el ingeniero principiante puederesultar confusa la elevada cantidad de materialesútiles en ingeniería por lo tanto se definen unas

guías de acción para ayudar a identificar el materialen base a sus propiedades físicas, mecánicas,eléctricas, magnéticas y ópticas [1]. Adicionalmenteel procesamiento de los metales nos proporciona

Polímeros

Los compuestos orgánicos que se han estudiadoson, en general, cuerpos de constitución sencilla, pues están formados por moléculas conteniendo unnúmero relativamente pequeño de átomos ysolamente en el caso de ciertos productos naturalescomo las proteínas, polisacáridos, resinas naturales,gomas, etc., las substancias caso por la polimerización o de adición, de moléculas más

sencillas.Los polímeros, que en muchos casos se parecen alas resinas naturales al no tener punto de fusióndeterminado y en irse reblandeciendo cuando se lascalienta dentro de un cierto intervalo de temperatura[3].

Metale s

Reconocimiento de MaterialesJhon Edward Fonseca NiñoSebastian Camilo Lemus Fonseca

Jaime Andres Sanchez Peralta Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería

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p p p


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Metales no ferrosos: metales que contienen poco onada de hierro y son generalmente no magnéticos.[5]

El procesamiento de los materiales produce laforma deseada de un componente a partir de unmaterial inicialmente sin forma. Los metales se pueden procesar vertiendo metal líquido en unmolde (fundición), uniendo piezas individuales demetal (soldadura autógena, soldadura con aporte,unión adhesiva), conformando el metal sólido enformas útiles mediante altas presiones (forja,trefilado, extrusión, laminado, doblado),compactando pequeñas partículas de polvo metálicoen una masa sólida, o eliminado material excedente(maquinado. De manera similar, los materialescerámicos pueden conformarse mediante procesoscomo colado, formado, extrusión o compactación, a

menudo mientras están húmedos, seguido por untratamiento térmico a altas temperaturas. Los polímeros se producen mediante inyección de plástico blando en moldes, extrusión y conformado.[4]

Con base en sus propiedades, métodos de obtencióny fabricación, tenemos a nuestra disposición unaserie de alternativas para reconocer un material:Ensayo de color, textura, aspecto granular y defractura, prueba de peso, ensayo de sonido o timbre,

Fig. 1 , color en los metales.Fuente: http://viridianasalas2.blogspot.com/2013/01/metales-electrones-

electrolitos-e-iones.html

B. Textura

En algunos casos, la apariencia exterior o texturadel objeto puede revelar algo de su identidad. Porejemplo, una superficie rugosa es usualmente unafundición, mientras que una superficie exterior lisadenota un producto conformado. Según el objetoque se examina, la prueba de textura puedesuministrar información importante sobre laidentidad el metal.

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Por ejemplo, una fractura bien delineada, limpia ysin distorsión es indicativa de metales como lafundición gris, la fundición blanca, el zinc fundido y

algunas fundiciones y aleaciones de aluminio. Porotro lado, el acero con alto contenido de carbono serompe con alguna distorsión; y otros metales comolos aceros de bajo carbono, el aluminio puro y elhierro fundido maleable muestran evidencia dedobleces antes de romperse. [1][5]

Fig. 3 Aspecto granular . Fuente: [1]

D.

Clasificación según color y aspecto granul ar

Blanco plateado: níquel, hierro fundido blanco,f

peso podría llevarnos a identificar al aluminio, quees más ligero. [5]

Peso ligero: aluminio, magnesio. Gran peso: acero, acero inoxidable, zinc fundido.

Peso muy grande: plomo, oro.

TABLA 1 PESOS DE LOS METALES

F. Prueba de soni do.

Algunos metales emiten un sonido característico al

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Acero inoxidable (series 400 - 500). Níquel (no ferroso) Monel(ligeramente magnético)

No magnéticos:

No ferrosos: aluminio, cobre, bronce. Aceros inoxidables (series 200 - 300) Níquel (base ferrosa) Aceros al manganeso.

H . Prueba de chispa

Una prueba bastante exacta para un metal se puederealizar a partir del estudio de las chispas que se producen durante el esmerilado. Las chispasvariarán según la presión que se haga contra la

piedra. La mayoría de los metales no ferrosos talescomo el aluminio, el magnesio y las aleaciones decobre no muestran chispas. Dos excepciones demetales de este tipo que desprenden chispas son elníquel y el titanio.

III. . OBJETIVO DE LA PRUEBA

Reconocer los diferentes tipos de materiales

metálicos y no metálicos, con el propósito de proceder a seleccionar la técnica de inspección nodestructiva más apropiada acorde a sus propiedadesy características

IV. MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR

A. MATERIALES

Niquel Acero Estructural Acero inoxidable Cobre Grafito Zamak Aluminio Poliéster Cerámico refractario Resina

B. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

Balanza análoga Regla plástica

Esmeril

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6. Se midieron las dimensiones de cada muestra y sehalló su volumen según su geometría

2****

r E V Z Y X V

7. Se halló la densidad

].[].[

3cmVolumen gr peso

8. Se golpeó con un pequeño martillo metálico cadamuestra para escuchar su timbre.9. Se puso cada muestra en contacto con un imán10. Las muestras metálicas se frotaron en el esmeril, para ver la chispa producida11. Se registraron todas las observacionescuantitativas y cualitativas en una tabla.12. se clasificó cada material según los criteriosexpuestos en el marco teórico

VI. RESULTADOS DE LA PRUEBA

VER TABLA ANEXA

VII.

ANALISIS DE RESULTADOS

El Níquel presenta un color plateado y tiene laapariencia de un hierro fundido pero vemos que es

Fig. 5 Foto Niquel

El acero estructural , presenta un recubrimientonegro, pero al mirar en la zona de fractura vemos uncolor plateado y liso de conformado de laminación,además de un grano muy fino, era la más pesada delas muestras, hacia un sonido resonante, eramagnético y la prueba de la chispa era concordantecon el ítem A de la figura cuatro.


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Fig. 7 Foto Acero Inoxidable

El cobre fue fácilmente identificable por su color rojizo,textura lisa, grano fino y sonido grave.

Fig. 8 Foto cobre

El grafito se identificó por su color negro, textura rugosa, ygrano grande, era bastante quebradizo y muy liviano.

El Zamak lo identificamos por su aspecto rugoso, era evidente suorigen en fundición y además brillaba posiblemente por el zinc presente en él, no presentaba chispa y no era magnético, presentabagrano grande.

Fig. 9 Zamak

El aluminio se identificó principalmente por su peso liviano y sugrano mediano en la zona de fractura, no era magnético, eraresonante, y no producía chispa.

Fig. 10 Aluminio

El poliestireno se identificó por su textura plástica, porosa, granogrande y muy bajo peso.


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Fig. 12 Cerámico

La resina se identifico por su apariencia translucida

metal desconocido con una de un metalconocido.

Una prueba por si sola ofrece muy pocaeficacia al momento de reconocer unmaterial, es necesario combinar al menoscuatro de ellas para poder estimar sucomposición.

Es importante saber el proceso con el que seelaboró el material, ya que este es el primer

filtro antes de iniciar un reconocimiento. Para la prueba de peso es necesario un

elemento bien calibrado y preciso, ya quelecturas erróneas dificultan la aplicación deesta técnica

IX. REFERENCIAS

[1] J.H. Reyes “ Reconocimiento de materiales” diapositivasasignatura de inspección no destructiva,

[2] R. L. Norton, “Diseño de Máquinas,” 3er ed. PrenticeHall, pag. 82 - 85.

[3] Química general moderna. Autor Babor-Ibarz. EditorialMarín, S.A.,

[4] D.Raskeland” Ciencia e Ingeniería de los materiales” 3ered .Thompson. pag 13-14[5] http://www.ecured.cu/index.php/Identificaci%C3%B3n_d

e_metales.


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ANEXO 1. Toma de datos y cálculos de volumen y densidad

NIQUEL Plateado

Corrugada (se evidenciauna recubrimiento o fuesometido a fundicion o

calor.

Fino 25 Resonante Si No 0.5 cm x 2,5 cm x 2 cm 2.5 10.0

ACERO ESTRUCTURAL

A 36Plateado

Lisa,conformado delaminación

Grano es muy fino 200 Resonante SiSI (arta y

rramificada)

0.4 cm de espesor12.5 cm largo x 3.5 cm de

ancho17.5 11.4

ACERO INHOXIDABLE

Plateado MateLisa,conformado de

laminaciónGra no es muy fino 19 0

Resonantemedio

NoSI (poca y masconcentrada

diametro 9 cm, espesor0.3 cm,

19.1 9.9

COBRE RojizoLisa,conformado de

laminaciónFino 190 Grave No No 21cm x 1,5 cm x 0.6 cm 18.9 10.1

GRAFITO Negro Corrugada. Grano Grande 50 Grave No N/ADiaemtro de 4 cm x 1,3

cm16.3 3.1

ZAMAK PlateadoCorrugada, l os granos

brillan en s u interior (porel Zink)

Grano grande 300 Resonante No NoAleación Cobre, Zink,Aluminio Rectangular

7cm x 5 cm x 1 cm35 8.6

ALUMINO Plateado No es muy lisa Grano Medio 50 Resonante No No Varilla 13 cm x 1,2 diam 14.7 3.4

POLIESTER Blanco Poroso Grano Grande 10 No No N/ADimensiones 5,5 cm x 8

cm x 4cm176 0.1

CERAMICO REFRACTARIO

Blanco Hueso Poroso Poro mediano (>a 1mm) 100 No No N/ADimensiones 6 cm x 6 cm

x 4 cm144 0.7

RESINA Rosado Translucido Aspero (suave) Poro muy diminuto x Resonante No N/A Fue moldeado, en formade calabaza

x x

VOLUMEN(cm3)

DENSIDAD(gr/cm3)

CHISPA DIMENSIONESMATERIALTIMBREGrave-

ResonanteCOLOR TEXTURA

ASPECTO GRANULAR Pequeño (Fino)-Medio-

Alto (muy grande).

PESO (gr)

PRUEBAMAGNETICA

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