IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA DE MATERIALES METÁLICOS

PRÁCTICA Nº1

IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA DE MATERIALES METÁLICOS

1. MARCO CONCEPTUAL

La identificación de materiales es un proceso de gran importancia en el campo de la fundición, debido a que las características del material final dependen en gran medida de su composición química, la cual a su vez depende de los elementos presentes en el material de carga.

Para realizar la identificación de cualquier material existen dos vías: Los ensayos cuantitativos y los ensayos cualitativos.  Los primeros como su nombre lo indica, se refieren a los ensayos de laboratorio en los cuales se determina con exactitud la composición química.  Se encuentran entre ellos:

• El análisis con espectrómetro de emisión óptica.
• Análisis químico por vía húmeda.
• Absorción atómica. etc.

Estos ensayos requieren de una estructura tecnológica estandarizada a la cual no todas las empresas tienen acceso.  Sin embargo, son los ensayos más confiables y deben realizarse en la medida de lo posible.

Cuando se habla de ensayos cualitativos, se hace referencia a pruebas rápidas de taller en las cuales se determina cualitativamente con un alto grado de confiabilidad el tipo de material con el cual se está trabajando.

Todas estas pruebas se basan en las propiedades químicas, físicas y mecánicas de los materiales y deben utilizarse conjuntamente para obtener buenos resultados.

A continuación se explican los principios básicos de los ensayos de taller más importantes:

1.1.1. Magnetismo: En la naturaleza existen sólo tres elementos metálicos que presentan magnetismo, estos son: el hierro, el cobalto y el níquel.  Este comportamiento se debe a la ordenación de los dipolos magnéticos dentro de la estructura del material.  De estos tres elementos el más utilizado es el hierro. Base para la fabricación de los aceros y las fundiciones.

La prueba consiste en acercar un imán al material que se desea identificar, si éste es atraído se trata de un material ferroso, en caso contrario es un material no ferroso.  Se excluyen de esta prueba los materiales ferrosos de fase austenítica –aceros inoxidables austeníticos series 2XX y 3XX y los aceros Hadfield (alto Manganeso)- ya que esta fase no es magnética.  En el caso de las aleaciones base níquel o cobalto, la atracción es débil y se hace necesario respaldar la prueba con otra que puede ser la chispa o la densidad, lo mismo aplica para algunas aleaciones de Cobre con alto contenido de Níquel -Metal Monel-.

1.1.2. Chispa: Consiste en someter el material a la presión de una muela de esmeril girando a gran velocidad.  En este ensayo es posible diferenciar dos materiales: hierro y titanio.  Este último produce una chispa blanca característica que lo hace fácilmente diferenciable.  Los materiales ferrosos por su parte producen chispas de colores amarillos y amarillos rojizos, las cuales cambian de acuerdo a la naturaleza del material y pueden identificarse con ciertas propiedades de la chispa tales como: la longitud, el velo -parte cercana a la muela- y las explosiones; permitiendo diferenciar entre fundiciones y aceros y aún clasificar en subgrupos de acuerdo a la habilidad de la persona que realiza el ensayo.  Para información más detallada sobre este ensayo el lector se puede remitir a la referencia [2].  Es muy recomendable para este ensayo poseer una serie de materiales de comparación previamente clasificados que permitan obtener un mayor grado de confiabilidad.

1.1.3. Densidad: La densidad es una propiedad física de cada material, que puede utilizarse para su identificación.  Se determina mediante un ensayo muy sencillo que consiste en obtener el peso de una muestra del material problema en el aire y en el agua, tal como se ve en la figura 1.1.  La densidad relativa se calcula mediante la siguiente relación:

[pic 2]                (1)[pic 3]

Figura 1.1. Esquema para la prueba de densidad

El tipo de material se determina comparando el valor obtenido con una tabla de densidades.  En términos generales los metales de acuerdo a su densidad pueden organizarse en orden ascendente, tal como muestra en la tabla 1.1.

Tabla 1.1.  Densidades aproximadas de algunos  materiales metálicos y sus aleaciones.

1.1.3. Color.  Es también una característica física que depende de la manera como se comporta la luz cuando incide sobre la superficie del material.  Las aleaciones metálicas pueden clasificarse en tres grandes grupos:

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