Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Química Departamento de Ingeniería Metalúrgica Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales Enseñanza Práctica Informe de: Endurecimiento por precipitación. N° de Práctica: 5 Nombre de los Alumnos: Bautista Zequera César Daniel Eligio Calixto Wendy Denise Marcial Bazaldua Enrique Q Nombre del Profesor: Balbina Ojeda Ramírez Grupo: 6 Semestre lectivo: 2016-1 Aumentar la resistencia de una aleación mediante el procedimiento de endurecimiento por envejecimiento o precipitación. Las partículas precipitadas deberán de actuar como obstáculos que se opongan al movimiento de dislocaciones. Al terminar de fundirse la muestra de cobre. Se pesó la cantidad requerida para las aleaciones Al-Cu 2. finalmente.Objetivos: Determinar un cambio en las propiedades mecánicas del material al ser someter a una aleación al tratamiento térmico llamado “Endurecimiento por precipitación”. 3. Resultados: Tabla 1.1596453 1.4333 0 30..746995 Vol.4333 3. Se realizó la preparación metalográfica de cada pieza utilizando para pulir los calibres de lijas desde 240 hasta 2000 y paño metalográfico para después atacar las piezas químicamente con el objetivo de revelar la microestructura. Hipótesis: Crear en una aleación tratada con calor una dispersión densa y fina de partículas precipitadas en una matriz de metal deformable para conferirle un aumento de dureza y para que una aleación pueda reforzarse por precipitación para ciertas composiciones. se sacó de la mufla el crisol y se agregó el aluminio para continuar con la fundición. Al terminar de fundir el cobre. Registro de cálculos realizados para la determinación de la masa de cada elemento aleante. se vertió la aleación fundida en el molde para su solidificación. 4.57 Masa Al Masa Cu [g] [g] 28.96 Densidad de la aleación [ρ] Masa de la aleación [g] 2.58734975 . favoreciendo así la aleación sometida a tratamiento térmico. Composición Al [%] 100 95 Aleación Al-Cu ρ de Al [g/cm3]: ρ de Cu [g/cm3]: 2. deberá de existir una solución sólida cuya solubilidad disminuya a medida que baje la temperatura.69 8. Contenedor [cm3] 10. Se colocó primeramente el cobre en el crisol para posteriormente introducirlo a la mufla debido a que este es el elemento con más alto punto de fusión (1084°C). Se dejó enfriar la aleación y se hizo el tratamiento calentando las probetas a distintos tiempos con dos temperaturas diferentes (150° y 230°) y templando con agua pasado el tiempo sugerido. 5. Desarrollo: 1.0035 31.69 28. 5 4 Tiempo [hrs. la aleación comenzó a sobre-envejecerse generando que el poco precipitado que se formó colapsara y comenzará a disminuir la dureza que había adquirido. la dureza promedio de la probeta de la fotografía 18 es menor. Mientras que la dureza promedio de la probeta de la fotografía 17 es de 99. Y debido a que la probeta de la fotografía 18 se encontraba a una temperatura de 140°C (de acuerdo a lo establecido en la hipótesis) no habrá una solubilidad considerable del cobre para que este comience a precipitar y por ende a precipitarse. estos puntos son el precipitado de cobre. Conforme aumenta el tiempo de envejecimiento se forman zonas de precipitación y su tamaño aumenta. con una valor de 90. Al haberle agregado un porcentaje de cobre que fuera aún soluble en el aluminio este modificó las propiedades iniciales de la matriz.9 (HRH). La dureza de las probetas retiradas dos horas después de ser colocadas al tratamiento tienen un valor mayor que las probetas de las fotografías 17 y 18 (Ver gráfica 1). La posible causa de la disminución de dureza en la probeta retirada del proceso a una temperatura de 140°C: a pesar que es una temperatura relativamente baja. Las primeras probetas que fueron retiradas (fotografía 17 y fotografía 18) de dos temperaturas diferentes (240°C y 140°C respectivamente) se observa una diferencia tanto en la dureza como en la microestructura. la probeta de la temperatura a 140°C comienza a disminuir.] 240°C 140°C Gráfica 1. con lo cual la aleación se vuelve más resistente. se observa con claridad los límites de grano y alrededor de estos límites de grano se encuentran unos pequeños puntos. ya que: mientras la dureza en la probeta de la temperatura a 240°C aumenta.69 g/cm3. confiriéndole un aumento en la dureza. Sí se observa la fotografía de la probeta testigo (fotografía 16). Y de acuerdo a la hipótesis. Aunque la dureza de la probeta a temperatura de 240°C no tiene un aumento considerable con respecto a la probeta anterior.5 2 2. la probeta de la temperatura de 140°C sí presenta un gran aumento de dureza en comparación con la pieza anterior a esa misma temperatura.5 1 1. Posteriormente ocho probetas fueron sometidas al proceso de endurecimiento por envejecimiento (o también conocido por precipitación) y debido a que la microestructura de las ocho piezas no cambia de una manera considerable sólo se realizó la preparación metalográfica a la primera y última pieza (de cada temperatura respectivamente). ya que el tiempo en el que se dejó la probeta en el tratamiento generó que el cobre se solubilizará y pudiera precipitarse. Ya que la probeta de la fotografía 17 se encontraba a una temperatura de 240°C la dispersión de las partículas del precipitado fue mayor en comparación que la probeta de la fotografía 18. Mientras que en la probeta que fue retirada . posee una densidad de 2. al estar más dispersas las partículas le conferirán mayor dureza. más dura y menos dúctil. Gráfica de cambio de dureza mediante el tratamiento de endurecimiento por precipitación en diferentes tiempos.Envejecimiento de la aleación Al-5%Cu 107 Dureza HRH 102 97 92 87 82 77 0 0. se solubilizó un porcentaje de cobre y al estar demasiado tiempo en el proceso.36 (HRH). Análisis de resultados: Es importante mencionar que la matriz (el aluminio) es un metal blando y dúctil.5 3 3. La dureza de las piezas que fueron retiradas posterior a las tres horas de tratamiento comenzaron a presentar diferencias en cuanto al valor de dureza (ver gráfica 1). 330. Páginas: 256-257. México. Por parte de la probeta retirada de una temperatura de 140°C se esperaba que siguiera ese comportamiento debido a que la probeta anterior comenzaba con esa disminución de dureza. Bibliografía: ASKELAND. 440-450. 273. 236-238. structures and phases diagrams”. 737. Editorial Thomson. Vol. 334. 737. 2014. ADQUISICIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE FASES: AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Donald R. 8.a una temperatura de 240°C tenía un aumento de dureza debido a que seguía solubilizando el cobre y por ende seguía formando precipitado. […]. 260. “Especiality handbook: Copper and copper alloys” United States of America. Páginas: 423-432. Cuarta edición. 404. Editorial McGrawHill. Páginas: 208. Finalmente con las últimas probetas retiradas cuatro horas después del inicio del tratamiento: ambas tienen una disminución de dureza. 1995. 458. 336. William F. “Metals HandBook: Metallography. 263. Conclusiones: Se logró conferir un aumento de dureza en la aleación al someterla al tratamiento de endurecimiento por precipitación. 1973. 259. United States of America. sólo que hay puntos en los cuales el cambio de dureza (ya sea aumento o decremento) se encuentran un tanto disparadas o cercanas. 2004. Las posibles razones pueden ser: el mal funcionamiento de la mufla o la realización de la aleación (que hayan confundido las masas entre las aleaciones). SMITH. “Ciencia e Ingeniería de los materiales”. Se observa en la gráfica 1 un comportamiento relativamente ideal de acuerdo a lo consultado en la literatura. . México. Páginas: 227-232. este ya había precipitado y dispersado y al continuar con el tratamiento el precipitado comenzó a colapsar generado una disminución de dureza. 370-371. Y con la probeta a una temperatura de 240°C lo que generó que la dureza comenzara a disminuir fue que comenzó el sobre-envejecimiento de la probeta: ya había solubilizado el cobre por completo. AMERICAN SOCIETY FOR METALS. Quinta edición. “Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”.