CARACTERIZACIÓN DE UN PISTÓN PEQUEÑO

CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL METÁLICO DE UN PISTÓN

CARLOS MAURICIO TARAZONA CÀRDENAS

CÓDIGO: 2092154

GRUPO: J1

Informe final del laboratorio de metalografía

Presentado a: DOCTORA ANA EMILSE COY ECHEVERRÍA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE MATERIALES

BUCARAMANGA, SANTANDER

2013

OBJETIVO

General

Caracterizar el material metálico del pistón utilizando las normas ASTM para conocer el tipo de aleación por la cual está conformado y la microestructura que este posea para diagnosticar que propiedades puede llegar a tener y el porqué de su uso.

Específicos

Seleccionar y preparar la zona de preferencia de la muestra según la NORMA ASTM E3.

Revelar su microestructura teniendo en cuenta la norma ASTM E407.

Determinar por medio del análisis microscópico el tipo y la morfología de este material.

Interpretar la dureza y los demás componentes del material para comprender el nivel de sus propiedades.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

PREPARACION DE LA MUESTRA (NORMA ASTM E3)

Se hizo la selección del material a caracterizar (pistón), luego se procedió a hacer el corte en la región indicada por la norma y ya establecida la muestra se sometió a un montaje en caliente con resina sintética (baquelita), seguidamente se inició con el desbaste reduciendo sus bordes y creando una superficie plana y lo menos rayada posible con la ayuda de papel desbaste número 120, 180, 240, 320, 400 y 600 consecutivamente, y a su vez girando esta 90°, finalmente se eliminó toda clase de raya utilizando paños adecuados agregando lubricantes (alúmina 〖Al〗_2 O_3) teniendo en cuenta girar la muestra en sentido contrario de la rotación del disco evitando así la formación de colas de cometa y otras imperfecciones.

ATAQUE NORMA (ASTM E407)

El ataque se llevo a cabo según la norma; por ende se realizo con el reactivo keller sumergiendo la muestra durante 12 segundos y limpiando con alcohol y agua.

ANALISIS MICROSCOPICO

Se hizo el respectivo análisis por microscopia óptica (OLYMPUS GX71) para observar su microestructura (fases, constituyentes y morfología).

TOMA DE DUREZA (NORMA ASTM E10 Y E18)

Se sometió a una toma de dureza realizada con un durómetro ( Wilson M.I.C.I modelo 4TT) que aplico una fuerza sobre la muestra obteniendo el valor de dureza en escala Rockwell y se convirtió por tablas a dureza Brinell; la más utilizada para este tipo de aleaciones.

FUNDAMENTOS TEORICOS

MUESTRA: ALEACION ALUMINIO-SILICIO (95%Al-5%Si)

Figura 1 Indica la composición de la aleación a analizar

ALUMINIO

El aluminio es un metal ligero que se encuentra con un porcentaje del 8,13% haciendo parte de la corteza terrestre, su extracción se da por medio de los minerales de bauxita que están formados por un 62-65% de alúmina 〖(Al〗_2 O_3) hasta un 28% de oxido de hierro 〖(Fe〗_2 O_3), 12-30% de agua de hidratación 〖(H〗_2 O) y hasta un 8% de sílice 〖(SiO〗_2), el aluminio es un metal que posee buena conductividad eléctrica, mala resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión, gran ductilidad y maleabilidad lo que permite forjarlo, trefilarlo en hilos delgados y laminarlo. Su punto de fusión es de 660°C y su punto de ebullición es 2.450°C lo que facilita su fusión y moldeo, este metal cristaliza en red cubica centrada en las caras (FCC).

ALEACIONES DE ALUMINIO

El aluminio se alea con elementos como el cobre, zinc, silicio, magnesio, manganeso para formar las llamadas aleaciones ligeras, Generalmente este tipo de elementos aleantes tiene como objetivo aumentar la dureza y resistencia mecánica del aluminio ya que en estado puro este metal es muy blando.

ALEACIONES DE ALUMINIO-SILICIO

En esta ocasión las propiedades favorables para llevar un proceso de colada (fundición) se hallan comprendidas desde el 5% hasta el 20% de Si. Pero las más favorables se deben al eutéctico Al-Si existente con 12,6% de Si, el cual puede someterse a un refinamiento con Na para obtener buenas propiedades de resistencia, en estas aleaciones la resistencia aumenta con la adición de Si. Este refinado es importante y se encuentra activo en los márgenes de la composición eutéctica, aumenta simultáneamente la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura. Todas estas condiciones se estiman para una mejora de la estructura de la fundición.

En ocasiones el Fe existe como elemento acompañante, forma en presencia de Si precipitaciones en forma de agujas de AlFeSiβ, las cuales rebajan la

...