CURVAS DE ENFRIAMIENTO EXPERIMENTALES PARA MATERIALES METALICOS PUROS

1. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE MATERIALES
DETERMINACION LA COMPOSICION EN UNA
ALEACION PB-SN
NOMBRE: OCHOA CHOQUE ELVIS TEDDY
DOCENTE: ING TITO ZEGARRA
MATERIA: MATERIALES METALICOS 1
FECHA DE ENTREGA: 16 DE ABRIL DE 2014
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVOSGENERALES

2.  Determinarlacomposiciónde unaaleaciónenbase aun análisisdel diagramade fases
plomo-estaño.
1.2 OBJETIVOSESPECIFICOS
 DeterminarLascurvas de enfriamientode dosaleaciones.
 Realizarunamezclade dos aleacionesPb- Snde distintacomposición.
 Determinarlacurva de enfriamientode lamezcla.
2. PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL
Determinaciónde lacurvade enfriamientode lamuestraPb - Sn
a) Montamosun sistemade fundición mostradoenlafigura.
Figura 1
b) Depositamoslaaleaciónsólidaenel crisol de fundiciónyle damoscalorcon la ayuda
de una garrafa de gas licuadohasta que estalogre pase al estadolíquido.
c) Con la ayudade un pirómetromedimoslatemperaturade laaleaciónliquidacada5
seghasta que la aleación pase al estadosólido.
d) Graficamossu curva de enfriamientoe identificamoslacomposiciónconlaayudade
un diagramade fasesPb-Sn.
Determinaciónde latemperaturade solidificaciónde unamezclade aleacionesde distinta
composición.
a) Pesamosunacantidadde las muestrasde aleacionesPb-Sndistintas.
b) Depositamoslasmuestrassólidasenel crisol de fundiciónylafundimoshastaque se logre
alcanzar el estadolíquido.
c) Con la ayudade un pirómetromedimoslatemperaturade lamezclaliquidacada5 seg
hasta que laaleación pase al estadosólido.
d) Graficamossu curva de enfriamientoe identificamoslatemperaturade solidificaciónen
base a una composicióndefinidaconlaayuda de un diagramade fasesPb-Sn.
3. CALCULOS

3. Graficamosla curva de enfriamientode lamuestrade composicióndesconocida:
Grafico 1
La temperaturade iniciode solidificaciónse daa 201°C segúnlacurva de enfriamiento.
Ahoraverificamoslacomposiciónde lamuestrayextendemoslalíneade temperaturayse
observaque haydos alternativasparalacomposiciónde laaleación.
En el punto1: 57% de Sn y 43% de Pb
En el punto2: 79% de Sn y 21% de Pb

4. Grafico 2
Ahora realizamos una mezcla de la aleación Pb-Sn anterior y la muestra del otro grupo de
composición ya determinada que al igual que en nuestro caso tienen dos posibles alternativas:
Aleación de grupo 1
En el punto 1: 57% de Sn y 43% de Pb
En el punto 2: 79% de Sn y 21% de Pb
Aleación de grupo 2
En el punto 1: 53% de Sn y 47% de Pb
En el punto 2: 78% de Sn y 22% de Pb
Ahoracomo tomamosuna cantidadde cada muestra y las pesamos se tiene los siguientes pesos:
Muestra 1: 𝑚1 = 85.7𝑔
Muestra 2: 𝑚2 = 95 𝑔
𝑚 𝑇 = 𝑚1 + 𝑚2 = 85.7 + 95 = 180.7 𝑔
Según los puntos determinamos ahora la composición total de la mezcla:

5. Aleación (1) punto 1 y aleación (2) punto 1:
𝑚 𝑆𝑛1 = 85.7 ∗ 0.57 = 48.849 𝑔 𝑦 𝑚 𝑆𝑛2 = 95 ∗ 0.53 = 50.35𝑔
%𝑆𝑛 =
48.849 + 50.35
180.7
∗ 100% = 54.9% 𝑑𝑒 𝑆𝑛
Aleación (1) punto 1 y aleación (2) punto 2:
𝑚 𝑆𝑛1 = 85.7 ∗ 0.57 = 48.849 𝑔 𝑦 𝑚 𝑆𝑛2 = 95 ∗ 0.78 = 74.1𝑔
%𝑆𝑛 =
48.849 + 74.1
180.7
∗ 100% = 68.04% 𝑑𝑒 𝑆𝑛
Aleación (1) punto 2 y aleación (2) punto 1:
𝑚 𝑆𝑛1 = 85.7 ∗ 0.79 = 67.703 𝑔 𝑦 𝑚 𝑆𝑛2 = 95 ∗ 0.53 = 50.35𝑔
%𝑆𝑛 =
67.703 + 50.35
180.7
∗ 100% = 65.33% 𝑑𝑒 𝑆𝑛
Aleación (1) punto 2 y aleación (2) punto 2:
𝑚 𝑆𝑛1 = 85.7 ∗ 0.79 = 67.703 𝑔 𝑦 𝑚 𝑆𝑛2 = 95 ∗ 0.78 = 74.1𝑔
%𝑆𝑛 =
67.703 + 74.1
180.7
∗ 100% = 78.47% 𝑑𝑒 𝑆𝑛

6. Grafico 3
Trazamos lospuntosenel diagramay verificamossutemperaturade solidificaciónparaverificarla
composición de la aleación desconocida:
Grafico 4
Como se ve en la gráfica la temperatura de la composición de mezcla de 65.33% de 186 ªC se
aproxima a la temperatura experimental obtenida a partir de su curva de enfriamiento de la
mezcla de 183°C.
4. CONCLUSIONES
Para lograr determinar la composición de la aleación (1), se realizó una prueba confirmatoria
debidoaque la composicióndeterminadaapartir de la temperaturade iniciode solidificación nos
daba dos alternativas de composición de la aleación (grafica 2).
Realizamos los cálculos correspondientes considerando todas las alternativas de composición
luegode obtenerlamuestrade aleacióndel grupo2 tambiéncondosalternativasde composición
realizamos los cálculos para la composición de la mezcla de estas dos aleaciones, mediante el
análisis de su temperatura de solidificación.
Tal resultadonosdio4 alternativasde composiciónperolacomposición que empieza a solidificar
a una temperaturapróximaala determinadade lacurva de enfriamiento de mezcla (grafico 3) es
la de 65.33% d estaño, que a su vez si analizamos hacia atrás:
𝑚 𝑆𝑛1 = 85.7 ∗ 0.79 = 67.703 𝑔 𝑦 𝑚 𝑆𝑛2 = 95 ∗ 0.53 = 50.35𝑔

7. %𝑆𝑛 =
67.703 + 50.35
180.7
∗ 100% = 65.33% 𝑑𝑒 𝑆𝑛
Lo cual nos da la composición de las aleaciones mezcladas:
Aleación (1) 79% de Sn
Aleación (2) 53% de Sn
De este modo podemos concluir que la aleación (1) que analizamos tiene:
79% de Sn y un 21% de Pb
Verificándose de este modo con la prueba del análisis del mezclado de aleaciones de distinta
composición que la correcta alternativa era justamente la de 79% de Sn.
5. COMENTARIO
Existen maneras alternativas de determinar la composición de una aleación, sin necesidad de
realizar un análisis químico de los componentes que consume dinero y tiempo en emitir los
resultados,esmejoranalizarlainformaciónobtenidade este tipo de aleaciones y aplicar un poco
de razonamiento para solucionar el problema.
La manera de realizar este laboratorio es mucho mejor que los otros laboratorios realizados en
otras materias,debidoa que no limita la posibilidad de pensar en distintas formas de solucionar
problemas experimentales.
Se puede observarque pararealizar este laboratorio de obtención de curvas de enfriamiento, se
debe tener los instrumentos necesarios, tales como un pirómetro bien calibrado y de respuesta
rápida,una fuente de calor para fundir la aleación, etc, ya que la recolección de datos inciertos o
mal tomadospuede afectarengran medidala forma de la gráfica y se puede apreciar cambios de
pendientes incorrectos.