practica de laboratorio de ciencias de los materiales

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA
PRODUCCIÓN
PROFESOR:
Ing. Grace Vera
Materia:
Laboratorio de Ciencias de Materiales
PRACTICA N° 3: DEFORMACION PLASTICA
NOMBRE:
Juan Andrés Castro Montoya
FECHA DE LA PRÁCTICA:
5 de enero
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:
13 de enero
PARALELO:
103
AÑO LECTIVO:
2015-2016

2. Deformación plástica
Resumen
La práctica de deformación plástica se la realizo con el fin de ilustrar como varía las
propiedades mecánicas de un material a medida que se la somete a deformaciones, para
esto se usó procedimiento especifico llamado endurecimiento por deformación (strain
hardening, en inglés) el fenómeno mediante el cual un metal dúctil se vuelve más duro y
resistente a medida que se lo deforma plásticamente.
Se realizó esta práctica con la ayuda del durómetro Rockwell y la laminadora universal.La
máquina laminadora funciona mediante un sistema de engranajes, los cuales a medida que
se gira una manivela de control, la carga de laminado va aumentando. Se tomaron 3 valores
de nuestro 𝑒0 para obtener un valor promedio en nuestra medición, luego por cada
laminación dio 2 vueltas a la manivela y se introdujo la probeta, del mismo modo se usó el
micrómetro para obtener un valor promedio en nuestro 𝑒𝑓. Una vez finalizado el proceso de
laminación tomamos la probeta y analizamos la dureza del mismo en el durómetro Rockwell.
Una vez obtenido el valor de la dureza lo registramos en la tabla para posteriormente
analizarlo mediante una gráfica, partiendo de un trabajo en frio de 0% hasta llegar al 69.11%
que se ve reflejado este aumento así mismo en la dureza del material que partió de 44HRB
hasta una dureza de 90HRB.
Enfoque experimental
Durómetro de Rockwell
Este durómetro posee una escala con la cual se puede
guiar, para el aluminio se usó Rockwell B identador
esférico de 1/16 con 100 kg como lo indicaban las
respectivas escalas
Primero se deber verificar que la carga de prueba sea la
correcta eso se lo hizo con la ayuda de las pesas que se
encuentran atrás del equipo así también que la palanca
se encuentre hacia delante una vez hecho esto se
procede a girar la perilla hasta que la aguja pequeña
llegue al punto rojo y la grande marque set, se aplicó la
pre carga las manecillas giraron hasta detenerse
completamente luego de eso se jalo la palanca suavemente y
el durómetro dio la medición de la dureza.
Imagen 1. Durómetro Rockwell

3. EQUIPO: MEDIDOR DE
DUREZA
MARCA: ROCKWELL
SERIE: 752
MODELO: 3YR
CODIGO
ESPOL:
2910
Tabla 1. Datos del durómetro Rockwell
Laminadora Universal
En la laminadora hay q fijarse en los indicadores que se
encuentran sobre el disco principal para tener de referencia al
momento de dar las vueltas para cada laminación. Para la práctica
se daba dos vueltas en sentido contrario de las manecillas del reloj
se encendía girando la perilla en 1 para que podamos introducir
por delante la probeta y sacarla por detrás y caso contrario
girando la perilla hacia el 2 que se tuvo que realizar en los últimos
ensayos ya que aumento la longitud de la probeta.
Laminadora de materiales no ferrosos
Marca CATTANED GALLARTE
Tabla2. Datos de laminadora universal
Micrómetro
Con el micrómetro medimos el espesor inicial de la
probeta tomando medición en el centro del área
reducida sacando un promedio de tres mediciones
registramos en la tabla, después de cada
laminación se realiza el mismo procedimiento y se
registra en la tabla.
Imagen 2. Laminadora Universal
Imagen 3. Micrometro

4. Micrometro Digimatic Micrometer
Marca Mitutoyo
Tabla3. Datos del micrometro
Luego de las mediciones de espesor se procede a medir la dureza con el durómetro
Rockwell como es una probeta de aluminio se utilizara Rockwell B.
A continuación se presenta el cálculo de trabajo en frio y los datos de espesores y durezas
en la tabla final:
𝑐𝑤% =
𝑒0 − 𝑒𝑓
𝑒0
∙ 100%
𝑐𝑤% =
6.021 − 6.021
6.021
∙ 100% = 0%
𝑐𝑤% =
6.021 − 5.617
6.021
∙ 100% = 6.71%
𝑐𝑤% =
6.021 − 5.290
6.021
∙ 100% = 12.14%
𝑐𝑤% =
6.021 − 4.269
6.021
∙ 100% = 29.10%
𝑐𝑤% =
6.021 − 3.578
6.021
∙ 100% = 40.58%
𝑐𝑤% =
6.021 − 2.70
6.021
∙ 100% = 55.16%
𝑐𝑤% =
6.021 − 1.86
6.021
∙ 100% = 69.11%
Columna1 e0 ef CW% HRB
1 6,021 6,021 0 44
2 6,021 5,617 6,71 46
3 6,021 5,29 12,14 47
4 6,021 4,69 29,1 55
5 6,021 3,578 40,58 79
6 6,021 2,7 55,16 80
7 6,021 1,86 69,11 90
Tabla4. Registro de las mediciones

5. Análisis de resultados
Grafica1. HRB Vs CW%
Según los datos obtenidos podemos observar que la dureza aumentaba después de cada
pasada por la laminadora, esto se produce por las deformaciones en la estructura
cristalina producida por el trabajo en frio. En la gráfica podemos observar un punto que
no sigue la misma trayectoria que los demás puntos esto se debe al durómetro Rockwell
que no están exacto por su largo uso y da algunas mediciones erróneas, podemos
observar también que el comportamiento de la curva es exponencial con una ecuación
aproximada mediante regresión exponencial :
y = 42,829e0,0114x
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80
HRB Vs CW

6. En esta grafica se puede observar que el aumento del porcentaje en frio desde el 50%
hasta que llega al 80% que es proporcional al aumento de dureza del material.
Conclusiones
 Conocimos el efecto que tiene el trabajo en frio sobre los metales, en nuestro caso
la respuesta al trabajo en frio de la probeta de aluminio.
 La laminación es un proceso de reducción de espesor por naturaleza muy ineficiente
porque la mayor cantidad de energía se pierde como calor ello se puede notar
claramente en el aumento de la temperatura de las probetas luego de la laminación.
 Realizamos las respectivas curvas de trabajo en frio y dureza para la comparación de
los resultados.
Referencias
[1] Luis Pereira. (2011). Ensayos de Dureza. 6/11/2014, de Anacap Sitio web:
http://www.slideshare.net/vlady71/ensayo-de-dureza.
Guía de laboratorio de Ciencias de Materiales
Anexos
CUESTIONARIO
1. ¿Por qué los cerámicos son frágiles y los metales son dúctiles?
En el caso de los cerámicos su composición molecular es rígida lo cual les aporta textura
y masa pero es tan poco flexible que no absorbe los golpes y termina rompiéndose a
falta de flexibilidad por otra parte los metales por el tipo de enlace químico metales los
electrones se encuentran deslocalizados formando una red electrónica entre los
átomos, esto hace que un metal pueda tener cierto movimiento interior sin que se
quiebre, le da cierta elasticidad y movilidad a los materiales que presentan estos enlaces
que se ven reflejados en su ductilidad.
2. ¿Por qué se dice que un material laminado en frío es material anisotrópico?
Esto se da por las dislocaciones de planos producidas en este procedimiento por lo cual
las propiedades no son iguales en todas las direcciones.
4. Mientras más se deforma en frio un metal, la dureza aumenta o disminuye?

7. Explique.
La dureza aumenta, esto se produce por las deformaciones en la estructura cristalina
producida por el trabajo en frio.
5. ¿Cómo varía la resistencia a la tensión máxima y porcentaje de elongación
de un metal deformado en frío?
Aumenta la resistencia a la tensión máxima y disminuye el porcentaje de elongación.
6. Por qué un metal con estructura hcp se deforma plásticamente menos que
un metal con estructura bcc?
Esto se da por la forma de su celda unitaria, lo cual evita el desplazamiento de planos
fácilmente.
7. ¿Un acero con tamaño de grano fino es mas deformable que un acero de
tamaño de grano grueso? Explique.
Debido a que la dureza es inversamente proporcional a la ductilidad, por lo que un
acero de grano fino es mas duro y menos deformable que el acero de grano grueso.
Ejercicios post-laboratorio:
A. Seleccione el material. Se desea obtener un alambre conductor para un tendido
eléctrico. El caso a) es Cu puro y el caso b) es latón, entonces cual de los 2 procesos
de endurecimiento escogería si necesita aumentar la resistencia a la fluencia del
alambre a 25000 psi?

8. Yo escogería la opción (a) debido a que presenta una mayor resistencia a la fluencia y
también una mayor conductividad eléctrica, siendo esto esencial para el tendido eléctrico.