E. E. T. P. Nº 466 “Gral. Manuel N. Savio” CONOCIMIENTO DE LOS

Transcripción

E. E. T. P. Nº 466
“Gral. Manuel N. Savio”
TRABAJOS PRACTICOS
LABORATORIOS
CONOCIMIENTO DE LOS
MATERIALES
Especialidades:
 TÉCNICO EN EQUIPOS E INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS
 TECNICO MECANICO
ALUMNO:
CURSO: 3º AÑO
E.E.T.P. Nº 466
DIVISION
CONTROL DE LOS TRABAJOS PRACTICOS
ALUMNO:
ASIGNATURA: Conocimiento de los Materiales
CURSO: 3o AÑO
División
T.P.
No 1
CORREGIR
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
CORREGIR
Fecha:
CORREGIR
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
T.P.
No 5
CORREGIR
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
T.P.
No 8
CORREGIR
Fecha:
Fecha:
T.P.
No 3
CORREGIR
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
T.P.
No 6
CORREGIR
Fecha:
Fecha:
E.E.T.P. Nº 466
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
Fecha:
Fecha:
T.P.
No 7
CORREGIR
Fecha:
Fecha:
T.P.
No 4
T.P.
No 2
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
T.P.
No 9
CORREGIR
Fecha:
Fecha:
¿Entregó
en
fecha?
SI
NO
CONTROLADO
Fecha:
Unidad Curricular:
CONOCIMIENTO DE LOS MATERIALES
ALUMNO:
CURSO: 3º AÑO
DIVISION
CONSIGNAS PARA LA PRESENTACIÓN DE TRABAJOS PRÁCTICOS
1) Se realizaran en hojas A4 (210 mm x 297 mm).
2) El papel debe ser liso (tipo hoja de fotocopias) o a cuadritos.
3) La letra de todo el trabajo será en imprenta.
4) Cada hoja deberá tener el nombre en tinta.
5) El rótulo se puede hacer con computadora o fotocopia.
6) No se pueden presentar fotocopias de los TP ya realizados.
7) Se debe presentar cada T.P. abrochado con un gancho tipo "nepaco".
8) El rótulo de cada hoja del T.P., se adjunta en ésta página.
9) El T.P. que se presente sin respetar estas consignas no será aprobado y se devolverá al alumno
para que lo rehaga en los términos acordados oportunamente.
10) La entrega del T.P. se realizará en la semana posterior a la finalización del mismo (existirá la
posibilidad de corregirlo si hubiera errores).
11) Cuando no se entrega en fecha, pierde la posibilidad de la corrección, en caso de estar mal
realizado, le corresponderá: No Aprobado (una sola entrega).
12) Durante la semana posterior a la realización del T.P., se podrá consultar en el Laboratorio todas
las dudas sobre el informe a entregar.
13) El alumno deberá cumplir con el 90% de asistencia al Laboratorio.
14) El alumno, al finalizar el curso, deberá tener entregados el 100% de los T. P.
15) El alumno, al finalizar el curso, deberá tener aprobado el 80% de los T. P. para poder eximir la
asignatura.
16) La aprobación de cada T. P. se lograra cuando sea aprobada las evaluaciones parciales en las que
se evaluara lo aprendido en cada uno de los T. P.
17) Esta hoja junto con la carátula y la hoja de control de los T. P. se deberán completar y entregadar
con el primer T. P., firmado por el alumno.
Profesor:
Pérez Sottile, Ricardo
AUXILIARES DE LOS LABORATORIOS:
Mecánica:
Rodríguez, Oscar
Genoud, Juan Carlos
Química:
Bartel, Cristián
Física:
Bartel, Harry
Marvulli, Nahuel
FIRMA DEL ALUMNO
E.E.T.P. Nº 466
TRABAJO PRACTICO Nº 1:
DETERMINACION DE PROPIEDADES FISICAS DE LOS MATERIALES
OBJETIVO:
Determinación del volumen real, higroscopicidad, porosidad y compacidad, densidad, peso
especifico de materiales.
CONSIDERACIONES TEORICAS:
Establecemos para el desarrollo del trabajo las definiciones expresadas en los temas teóricos.
MATERIALES Y EQUIPOS
Balanza, Vaso de precipitado o recipiente de vidrio, Elementos de medición y Probeta
SUSTANCIAS
Distintos tipos de materiales que representan a los materiales de tipos.
Agua de uso domiciliario.
PROCEDIMIENTOS:
Determinación del volumen real:
 Determinar las dimensiones del elemento o material a utilizar (largo, ancho y espesor) o el volumen
por procedimientos volumétricos, es decir, en una probeta se coloca agua, registrando la medición,
luego se sumerge el cuerpo y se observa el aumento del mismo. Por diferencia se obtiene el
volumen, pero debemos realizar el procedimiento necesario para que en esta operatoria el cuerpo
no absorba agua.
 Hallar su volumen aparente.
 Obtener su peso antes de ser sumergido en agua.
 Sumergir el material. Registrar volumen de agua (Principio de Arquímedes).
 Pesar nuevamente el material saturado.
 Obtener volumen real, dado por el agua desalojada.
Determinación de la Densidad ():
 = m/V
Determinación del Peso Especifico ():

 =. P =. m . g .=  . g
V
V
Determinación de la Higroscopicidad (H):
Es el porcentaje de agua que absorbe el material en relación con el peso seco del mismo.
(PH - Ps )
H [%] =
. 100
Ps
Siendo Ps el peso del material seco y PH el peso del material húmedo.
Determinación de la Porosidad (P):
Se debe a la cantidad de agua absorbida, con respecto a la relación entre los volúmenes
aparente y real.
P =. (Vol. aparente - Vol. real)
Vol. aparente
Determinación de la Compacidad (C):
C =..
Vol. real
.
Vol. aparente
Si sumamos P y C nos debe dar igual a 1.
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Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Prof.:Ricardo Pérez Sottile
Fecha:
TEMA: DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
TP
Nº 1
Completar el siguiente cuadro:
Material
H
P
C
C+P

(densidad)

(peso especifico)
Unidades
E.E.T. Nº
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
TP
Nº 1
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL
OBJETIVO:
Determinación del coeficiente de dilatación lineal de distintos materiales utilizando el
dilatómetro. Además comprobar que la dilatación lineal depende:
a) Para un mismo material, del t y de su longitud.
b) Para un mismo t, de la naturaleza del material.
La variación de temperatura (t) provoca una variación de volumen (V) en el cuerpo, que se
traduce y manifiesta por un L, cuando L es la dimensión predominante.
El coeficiente de dilatación lineal  se define como:
=


1
Lo
L
t
 =coeficiente de dilatación lineal [ °C-1 ]
L: es el incremento de longitud. L = Lf - Lo
t: es el incremento de temperatura. t = tf -to
Lo: longitud inicial de la barra.
Lf: longitud final de la barra.
to: Temperatura inicial.
tf: Temperatura final.
MATERIALES Y EQUIPOS
 Soporte
 Erlenmeyer
 pinzas
 termómetro
 tubos de vidrio
 tapón






lupa binocular
mechero
doble nuez
tubo de goma
trípode
tela de amianto.
SUSTANCIAS
Agua, varillas de Cu, Al y Fe.
Figura 1
E.E.T. Nº
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Figura 2
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: DETERMINACIÓN
LOS MATERIALES
TEMA:
DETERMINACIONDE
DELPROPIEDADES
COEFICIENTE DE DILATACION
LINEAL
TP
Nº 2
PROCEDIMIENTOS:
En las Figuras 1 y 2 se puede observar distintas partes del equipo para la determinación.
Realización
Hacer el montaje de la Figura 2. El tubo a ensayar debe quedar totalmente rígido con la nuez, de
modo que al dilatarse lo haga en el sentido que queda libre.
Con el triple decímetro y el rotulador, hacer marcas a partir del punto de amarre, de 10 en 10 cm
o en escalas menores, de acuerdo al tipo de material. Medir la longitud de la varilla.
La lupa binocular se coloca de modo que el índice quede en el centro del campo y bajo él la escala
de la diapositiva, el conjunto debe ajustarse cuidadosamente y realizar las lecturas mirando con un solo
ojo para evitar el paralaje.
Se puede controlar el tiempo en que tarda el proceso de dilatación del material y el de
contracción del mismo para tener un conocimiento cualitativo y poder compararlo entre sí.
Una vez dispuesto así el material, tomar la temperatura del material, generalmente es la del
ambiente, y calentar el matraz hasta que por el tubo salga vapor de un modo continuo; en este
momento realizar la lectura del desplazamiento del índice L, que a sufrido el tubo y tomar la
temperatura final.
Teniendo tubos de un mismo material pero de distintas longitudes se puede realizar la gráfica en
hoja milimetrada, colocando en el eje de las ordenadas la longitud de los tubos y en el eje de las abscisas
la L.
INFORME Y CÁLCULOS REALIZADOS
Después de realizar las mediciones y en caso de poder realizar la gráfica, responder el siguiente
cuestionario:
1) ¿De qué depende el L para un mismo t?
2) El L, para un mismo material y t ¿es directamente proporcional a L?
TABLA DE MEDICIONES:
L
to
[oC]
t1
[oC]
t
[oC]
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LFe
DIVISION
LCu
LAl
L
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES

[°C-1]
Tiempodil.
Tiempocont.
Fecha:
DE DILATACION
LOS MATERIALES
TEMA:
DETERMINACION DE
DELPROPIEDADES
COEFICIENTE DE
LINEAL
TP
Nº 2
DETERMINACION DE PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES
OBJETIVO:
Comprender las propiedades mecánicas de los materiales.
Se aplican fuerzas externas a diferentes materiales para analizar las características mecánicas de
los mismos.
En particular se analizan:
a) Tipos de deformación:
Elástica (desaparece cuando se quitan las fuerzas)
Plástica (se mantiene cuando se quitan las fuerzas)
b) Tipos de materiales:
Dúctiles (admiten deformación plástica antes de romperse)
Frágiles (no admiten deformación plástica antes de romperse)
MATERIALES A UTILIZAR:
 Tizas (son materiales cerámicos).
 Alambres maleables (son materiales metálicos).
 Copas descartables (son de poliestireno, que es un material polimérico, los materiales
poliméricos son llamados también polímeros o plásticos).
 Rectángulos de placas radiográficas aproximadamente del tamaño de una tiza (la placa es de
poliéster, que es un material polimérico).
 Banditas elásticas (son polímeros que, en particular, se denominan elastómeros).
 Bolsas de supermercado (son de material polimérico).
 Hojas de papel (material polimérico).
 Chicles (polímeros).
PROCEDIMIENTO:
Observar qué sucede en cada caso al aplicar las fuerzas:
er
1 Experimento
Tomar la tiza con ambas manos y tratar de flexionarla, aplicando con los dedos pulgares una
fuerza hacia arriba en el centro (F1) y con el resto de los dedos fuerzas hacia abajo en los extremos (F),
como está indicado en la Figura 1.
2do Experimento:
Deformar el alambre, haciendo con las manos nuevamente una deformación de flexión (Figura 2).
F
F
F
F
TIZA
F1
F1
ALAMBRE
Figura 2
Figura 1
3er Experimento:
Aplicar sobre el poliestireno fuerzas de flexión como en los casos anteriores.
4to Experimento:
Deformar los rectángulos de placas radiográficas, aplicando nuevamente una deformación de
flexión.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
DE PROPIEDADES
DE LOS MATERIALES
TEMA:
PROPIEDADES MECANICAS
DE LOS MATERIALES
TP
Nº 3
Nota: La tiza, el trozo de alambre, la copa de poliestireno y el trozo de placa radiográfica usados
en los ensayos mecánicos (en este caso ensayo mecánico de flexión) son denominados probetas.
5to Experimento: Sostener con una mano un extremo de la bandita elástica y con la otra mano el otro
extremo. Estirar la bandita aplicando fuerzas como está indicado en la Figura 3 (tracción). Notar el gran
alargamiento que llega a tener. Soltar uno de los extremos de la bandita.
BANDITA ELASTICA
F
F
Figura 3
6to Experimento: Cortar de la bolsa de supermercado un rectángulo de aproximadamente 10 cm x 5
mm. Traccionarlo en la misma forma que en el experimento anterior sin que llegue a romper. Soltar uno
de los extremos de la probeta.
7mo Experimento: Tomar un chicle y masticarlo. ¿Es el chicle un material dúctil o frágil? Introducirlo
luego en un freezer. Dejarlo hasta el día siguiente. ¿Qué observa al sacarlo?
8vo Experimento: Tomar una hoja de papel sujetándola con las manos desde los vértices superiores.
Tratar de romperla aplicando las fuerzas F como está indicado en la Figura 4 (tirando hacia fuera).
9no Experimento: Tomar una hoja de papel igual a la anterior, hacer en ella una muesca (fisura) como
está dibujada en la figura 5, y tratar de romperla aplicando fuerzas en la misma forma que en el caso
anterior.
F
F
fisura
F
F
punta de
la fisura
HOJA DE
PAPEL A4
HOJA DE PAPEL A4
Figura 4
Figura 5
Responder el siguiente Cuestionario:
1- A partir de la experiencia adquirida con la realización de los experimentos propuestos y suponiendo
que no dispone de herramientas (ninguna pinza, ni sierra, por ejemplo) ¿cómo podría cortar un alambre
como el usado en el experimento 2?
2- En base al resultado del experimento realizado con el chicle, si se le pegara uno en un pantalón,
¿cómo haría para despegarlo?
3- En base a la experiencia realizada: Describir las propiedades de los materiales: elasticidad y
plasticidad.
4- ¿Qué significan los siguientes términos: fragilidad, ductilidad, tenacidad y maleabilidad?
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
DE PROPIEDADES
DE LOS MATERIALES
TEMA:
PROPIEDADES MECANICAS
DE LOS MATERIALES
TP
Nº 3
ENSAYO DE TRACCION
OBJETIVO:
Determinar la resistencia mecanica y la deformación de un acero.
A continuación detallamos dos formas de identificar los aceros:
a) A través de su composición química, por ejemplo utilizando la norma AISI:
Nº
AISI:
10XX
41XX
51XX
Descripción
Ejemplo
Son aceros sin aleación con 0,XX % de C
Son aceros aleados con Mn, Si, Mo y Cr
Son aceros aleados con Mn, Si y C
(1010; 1020; 1045)
(4140)
(5160)
La Tabla anterior sirve para relacionar la composición química y las propiedades mecánicas de los
aceros.
Propiedades Mecánicas. Barras de acero en caliente
Resistenci
a a la
tracción
Límite de
fluencia
Alargamie
nto en 50
mm
Kgf / mm2
Kgf / mm2
%
1010
40
30,2
39
1015
42,9
32
39
1020
45,8
33,8
36
1025
50,1
34,5
34
1030
56,3
35,2
32
1035
59,8
38,7
29
1040
63,4
42,2
25
1045
68,7
42,2
23
1050
73,9
42,2
20
1055
78,5
45,8
19
1060
83,1
49,3
17
1065
87
51,9
16
1070
90,9
54,6
15
1075
94,7
57,3
13
1080
98,6
59,8
12
Nº
SAE
b) La segunda forma de designar los aceros es a través de su resistencia mecánica en tracción, es el
caso de los aceros:
A37- 24ES A: Acero
A44- 28ES ES: Estructural soldable
A63- 42ES H: Para hormigón
La primera cifra indica la resistencia a la tracción en kg/mm2, la segunda cifra indica la resistencia
a la fluencia en kg/mm2.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
TEMA:
ENSAYO DE TRACCION
TP
Nº 4
En la siguiente tabla se entregan los valores de resistencia y ductilidad de los aceros para uso
estructural y de barras para hormigón armado.
Resistencia
Límite
Alargamiento
Grados
a la
de
en 50 mm
Del
tracción
fluencia
Acero
Kgf/mm2
Kgf/mm2
%
A37-24ES
37
24
22
A42-27ES
42
27
20
A52-34ES
52
34
18
A44-28H
44,9
28,6
16
ENSAYO DE TRACCIÓN
Máquinas de ensayo
Las máquinas empleadas para
los ensayos de tracción de barras y
perfiles son del tipo “universal” y
pueden adoptarse a experimentos de
compresión, flexión, corte y torsión.
Las más utilizadas: Baldwin de 30 tn,
Amsler 50 tn, Riehle de 12,5 tn y
Mohr-Federhlf de 200 tn.
Estás máquinas constan de:
 Prensa hidráulica.
 Bomba de aceite con inyección
regulada.

Dinamómetro (instrumento
para medir fuerzas o potencias),
registrador de carga y diagrama.
DEFORMACIÓN:
Un cuerpo sólido sometido a un cambio de temperatura o a cargas externas se deforma.
Deformación Uniforme:
Cambio de longitud entre la longitud inicial (lo) y la final (l,lf o lt). Si a una barra recta de sección
transversal constante le aplicamos una carga de tracción o compresión, experimenta (a medida que la
carga aumenta), un alargamiento (tracción) o acortamiento (compresión), cuya magnitud depende de la
naturaleza y dimensiones del material, esta deformación se la denomina (l), que resulta de la
diferencia entre la longitud inicial y la longitud al momento cualquiera que posee la pieza.
Para determinar el numero representativo de la deformación, se indica por unidad de longitud
(todas las dimensiones con una misma unidad de medida, que dará por resultado un numero
adimensional), obteniendo la deformación unitaria o especifica ().
De acuerdo a la magnitud del esfuerzo y a la naturaleza del material, las deformaciones
especificas o angulares pueden ser transitorias o elásticas cuando desaparecen al cesar la carga que las
originan, y permanentes o plásticas en caso contrario.
ε
Δl l  lo

lo
lo
ENSAYO
Un cuerpo se encuentra sometido a un esfuerzo de tracción simple cuando sobre sus secciones
transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir
su alargamiento.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:
ENSAYO DE TRACCION
TP
Nº 4
 et 
P
P
 ET  max
So
So
σ adm 
σ ET
coef.seg N 
S0
P
P
El ensayo de tracción es el que mejor verifica el comportamiento de los metales cuando son
sometidos a cargas estáticas, pues no sólo permite deducir algunas de sus propiedades tecnológicas más
importantes (tenacidad, ductilidad, etc.), sino que también obtener el límite de elasticidad o el que lo
reemplace prácticamente en el caso de que no lo hubiera, la carga máxima y la consiguiente resistencia
estática, en base a cuyos valores se puede determinar la tensión admisible o de trabajo, y mediante el
empleo de fórmulas, muchas de ellas fruto de la experiencia o empíricas, deducir las características que
presentaría el material al ser sometido a otros esfuerzos y ensayos (corte, dureza, etc.).
Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo de tracción estático, se alarga en mayor o
menor grado según su naturaleza, a medida que crece la carga, pudiéndose estudiar gráficamente la
relación de ésta con las deformaciones que produce. Estos gráficos que pueden obtenerse directamente
de la máquina de ensayo, permiten deducir las propiedades mecánicas de los metales, por lo que el
conocimiento de sus puntos y zonas características reviste gran importancia.
RELACIÓN ESFUERZO - DEFORMACIÓN:
En este caso trabajaremos con el diagrama del ensayo de tracción de un acero, siendo este el
diagrama más característico, ya que se puede observar todos los puntos interesantes que ocurren
dentro de este tipo de diagrama.
DIAGRAMA TENSIÓN-DEFORMACIÓN DEL ACERO
Un cuerpo se encuentra sometido a un esfuerzo de tracción simple cuando sobre sus secciones
transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir
su alargamiento.
El caso más típico y en base al cual se analizan otros diagramas, nos lo presenta el gráfico de un acero
dulce indicado en laTEMA:
figura,ENSAYO
en donde
eje de las ordenadas corresponden a las cargas P en kilogramos,
DEelTRACCION
y el de las abscisas a las deformaciones longitudinales o alargamientos Dl = (l - lo) en milímetros.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
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CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:
ENSAYO DE TRACCION
TP
Nº 4
CARACTERÍSTICAS DEL GRÁFICO:
CARGAS PARTICULARES
A: Límite de proporcionalidad o elástico.
B: Límite de elasticidad práctico.
C: Límite inicial de fluencia.
D: Límite final de fluencia.
E: Carga máxima.
F: Rotura de la probeta
I PERÍODO ELÁSTICO:
1: Zona proporcional.
II PERÍODO PLÁSTICO:
2: Zona de alargamientos permanentes admitidos o convencionales.
3: Zona de fluencia.
4: Zona de alargamientos homogéneo en toda la probeta.
5: Zona de estricción
Se observa en el gráfico que al comienzo, desde el punto 0 hasta el A, éste está representado por
una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad entre los alargamientos y las cargas.
Además, dentro de este período y prácticamente hasta el punto A, los aceros presentan la
particularidad de que la barra retoma su longitud inicial al cesar la aplicación de la carga, por lo que en
este caso recibe el nombre de período de proporcionalidad o teóricamente elástico.
El tramo curvo AB se confunde con la recta inicial y en el punto B se obtiene la máxima tensión
hasta la cual el alargamiento permanente es tan pequeño que puede considerarse prácticamente
elástico.
Pasando B, las deformaciones crecen más rápidamente hasta llegar al punto C, que es
característico en los aceros dulces, a partir del cual aquéllas se incrementan sin aumento de carga, la
que experimenta oscilaciones o pequeños avances y retrocesos hasta alcanzar el punto D. A este
período se le llama de fluencia o escurrimiento, pues el material "fluye" o cede sin que aumente la
tensión, siendo C y D los puntos inicial y final de fluencia.
Como el límite de elasticidad práctico B es de dificil determinación, se suele adoptar como tal al
inicial de fluencia, que será entonces el límite elástico aparente.
Más allá del punto final de fluencia D, las cargas vuelven a incrementarse y los alargamientos se
hacen más notables o sea que se entra en el período de las grandes deformaciones, las que son
uniformes en toda la probeta hasta llegar a E, que nos indica la carga máxima y a partir de la cual la
deformación se localiza en una determinada longitud de l material, provocando un estrechamiento de
las secciones que lo llevan a la rotura. Al período EF se lo denomina de estricción.
En la zona plástica se produce, por efecto de la deformación, un proceso de endurecimiento,
conocido con el nombre de acritud, que hace que al alcanzar el esfuerzo la resistencia del metal, éste al
deformarse adquiera más capacidad de carga, lo que se manifiesta en el gráfico hasta el punto E. En el
período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rápida disminución de algunas
secciones transversales, produciéndose un descenso de la carga hasta la fractura.
La pequeña deformación que se produce entre los puntos A, B y C puede variar de un acero a
otro, debido a que la misma se origina por la falta de uniformidad que pueda presentar su estructura, lo
que hace que unos cristales cedan más pronto que otros, de allí que en aquellos de gran homogeneidad
el límite inicial de fluencia tiende a confundirse con el de proporcionalidad.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
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DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: ENSAYO
DETERMINACIÓN
TEMA:
DE TRACCION
TP
Nº 4
ENSAYO DE TRACCION INDUSTRIAL
Material a ensayar: …………………………………………..………..………………………………………………………………..….
Informe Nº: ........................................................................ Ensayo Nº:….. Fecha: ................................
Máquina empleada: .................................................................................................................................
Escala de carga: .......................................................................................................................................
Escala de tiempo: ......................................................................................................................................
Accesorios:
…………........................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Dimensiones de las probetas antes y después de ensayar:
Diámetro
(mm)
Material
do
Sección
(mm2)
d
So
long. entre marcas
(mm)
lo
l
S
Observaciones:
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Resultados del ensayo:
Símbol
o
Fórmula
Carga al Límite de Proporcionalidad
Pp
Gráfico
Kgf
N
Carga al Límite de Fluencia
Pf
Gráfico
Kgf
N
Carga Máxima
Pmáx
Gráfico
Kgf
N
Tensión al Límite de Proporcionalidad.
P
Pp/So
Kgf/mm²
MPa
Tensión al Límite de Fluencia
f
Pf/So
Kgf/mm²
MPa
Resistencia Estática a la Tracción.
ET
Pmáx/So
Kgf/mm²
Mpa
Alargamiento de rotura %
 [%]
[(l - lo)/ lo].100
%
Estricción %
[%]
[(So-S)/So].100
%
Denominación
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Valores
Fecha:
TEMA: ENSAYO
DETERMINACIÓN
TEMA:
DE TRACCION
TP
Nº 4
DUREZA ROCKWELL
OBJETIVO: Comparar la dureza de distintos materiales ferrosos y no ferrosos.
Dureza es una propiedad, no perfectamente definida, de los cuerpos sólidos que indica
generalmente la resistencia que opone el cuerpo a la deformación. O bien la dureza, es la capacidad de
una sustancia sólida para resistir deformación o abrasión de su superficie. Se aplican varias
interpretaciones al término en función de su uso. En mineralogía, la dureza se define como la resistencia
al rayado de la superficie lisa de un mineral. Una superficie blanda se raya con más facilidad que una
dura; de esta forma un mineral duro, como el diamante, rayará uno blando, como el grafito, mientras
que la situación inversa nunca se producirá.
Otras definiciones: "La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o
penetrado por otro" o "la mayor o menor dureza de un cuerpo respecto a otro tomado como elemento
de comparación".
La dureza relativa de los minerales se determina gracias a la escala de dureza de Mohs, nombre
del mineralogista alemán Friedrich Mohs que la ideó. En esta escala, diez minerales comunes están
clasificados en orden de creciente dureza recibiendo un índice:
talco
yeso
calcita
fluorita
apatita
feldespato
cuarzo
topacio
zafiro
diamante
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
La dureza de una muestra se obtiene determinando qué mineral de la escala de Mohs lo raya.
Así, la galena, que tiene una dureza de 2,5, puede rayar el yeso y es rayado por la calcita. La dureza de
un mineral determina en gran medida su durabilidad.
Para determinar los valores correspondiente a otros materiales se hace en referencia a la
anterior escalo, así por ejemplo el Plomo => 1,5 , el aluminio y estaño => 2 cobre, plata y oro => 2,5 a 3,
platino y acero dúctil => 4 a 5, acero duro =>6,5 y acero templado =>8
Por medio de este examen obtenemos características mecánicas importantes en forma rápida y
no destructiva (en algunos caso) y permiten realizar en piezas ya elaboradas.
MÉTODO DE DUREZA
Si bien son muchas las propiedades de los materiales relacionados directa e indirectamente con
el concepto de dureza, todas dependen de la característica de la deformación plástica del material. Se
pueden clasificar en:
Dureza al rayado:
Resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. Existiendo los siguientes métodos:
 Dureza Mohs: se usa para determinar la dureza de los minerales, se basa en que un cuerpo es
rayado por otro más duro, se utiliza la escala vista anteriormente.
 Dureza Lima: se usa en la industria, en todo material templado la lima no "entra", dependiendo de
si la lima entra o no sabremos si el material raya a la lima.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
TEMA:
ENSAYO DUREZA DE
ROCKWELL
TP
Nº 5
Dureza a la penetración:
Resistencia que opone un material a dejarse penetrar por otro más duro tomado como
referencia, seria la resistencia a la deformación plástica que opone un material al ser presionado por un
penetrador determinado y bajo la acción de cargas preestablecidas, a través de la relación entre la carga
aplicada y la impresión generada.
Existen varios métodos como son Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop.
DUREZA BRINELL:
Consiste en comprimir sobre la superficie del material a ensayar una bolilla de acero muy duro
durante un cierto tiempo (t) produciendo una impresión con forma a casquete esférico.
HB = P/S
Su valor resulta de dividir la carga aplicada por la superficie dada del casquete.
Dureza ROCKWELL:
El método Brinell está limitado para un determinado numero de materiales, al aumentar la
dureza, las bolillas se deforman entonces los valores obtenidos son incorrectos. Entonces podemos
recurrir a la dureza Rockwell (HR) donde podemos utilizarlo con acero muy duros, ya que posee una
punta de diamante. Con este método la dureza se determina de acuerdo a la profundidad de la
penetración y no a la superficie de impresión.
La carga total no es continua, hay dos cargas que aplicar, una carga inicial y otra carga adicional.
La suma de ambas da la carga total. Para obtener el valor de dureza no es necesario una formula, ya que
en la máquina de medición hay un dial indicador donde nos indica la profundidad de penetración,
entonces el valor de dureza se realiza en forma directa en la máquina. El penetrador a utilizarse será
mas pequeña su punta (bolilla o punta cónica) cuanto mayor sea la dureza del material a ensayar.
El procedimiento para realizar el ensayo es el siguiente:
1. Se coloca la pieza sobre la máquina.
2. Se sube la mesa hasta que la superficie a ensayar toma contacto con el penetrador, y lentamente se
sigue así hasta aplicar la carga inicial de 10 Kgf.
Luego se ubica el cero del dial coincidente con la aguja (la lectura en el dial es cero).
3. Se hace actuar la carga adicional.
4. Se vuelve atrás para retirar la carga adicional (algunos durómetros la realizan en forma automática) y
se lee en dial el valor de dureza Rockwell.
La carga inicial tiene por objeto asegurar la sujeción de la pieza y tener un mejor contacto del
penetrador sobre la pieza. La adicional nos da el incremento de la penetración.
La escala de dial del durómetro se divide en 100 si el penetrador utilizado es el cono (la escala
es con color negro) y 130 partes si el penetrador es esférico (escala de color rojo). Cada una de las
divisiones representa 0,002 mm de profundidad de penetración, si el tipo de determinación es Dureza
Rockwell Superficial cada división representa 0,001 mm (lectura se realiza en escala de color verde).
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:
ENSAYO DUREZA ROCKWELL
TP
Nº 5
La carga inicial es siempre de 10 Kgf, la adicional varía de 50, 90 a 140 Kgf., de acuerdo al
material a ensayar. Los penetradores utilizados son: bolilla de 1/16", 1/8", 1/4" y 1/2" o cono de
diamante. Las escalas más usadas son HRC (con cono de diamante y carga total de 150 Kgf) y HRB (con
bolilla de 1/16" y carga total de 100 kgf).
Se puede realizar determinaciones a todo tipos de materiales utilizando la combinación
adecuada de carga y penetrador, la tabla de la siguiente hoja indica los tipos de dureza Rockwell que
existen.
Al realizar el ensayo se debe tener en cuenta que: la superficie a ensayar debe estar, lisa, seca
(exento de grasa, polvo, etc.). Si se prepara la probeta, debemos evitar el calentamiento y los golpes.
El espesor de las probetas debe ser tal, que en la cara opuesta no quede marcas. Espesor
mínimo de la probeta no debe ser menor a 10 veces el incremento de penetración espesor
Evitar, vibraciones en el aparato.
Distancia al borde u otra marca mínimo 3 mm.
Se tomara como HR el promedio de tres pruebas.
Si se sobrepasa la carga inicial, se debe realizar una nueva determinación en otro punto.
Forma de indicar el Numero de dureza Rockwell:
1. Valor obtenido
2. HR = dureza Rockwell
3. Escala del dial según penetrador
En algunos durómetros se puede ampliar el numero de combinaciones utilizando una carga
inicial de 3 Kgf y adicionales de 12, 27,y 42 Kgf ;obteniendo lo que se llama Dureza Rockwell Superficial.
Esta se emplea en piezas extremadamente delgadas o bien aquellas que han sufrido endurecimientos
superficiales. El valor del ensayo se debe indicar de la siguiente forma:
HR 30N que significa: Dureza Rockwell superficial, carga 30 Kgf y penetrador de diamante.
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
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DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: ENSAYO
DETERMINACIÓN
DE PROPIEDADES
DE LOS MATERIALES
TEMA:
DE DUREZA
ROCKWELL
TP
Nº 5
ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL
Material a ensayar: …………………………………………….……………..…………………………………………………………….
Informe Nº: .............................................................. Ensayo Nº:……………Fecha: ....................................
Norma consultada: ................................................................................................................................
Máquina empleada: .................................................................................................................................
Accesorios:
........................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
Completar la siguiente tabla para cada material ensayado
Material
HR
Carga
Penetrador
Lectura en
escala
Dureza
Brinell
Observaciones:
..................................................................................................................................................................
De los ensayos de Dureza realizados a los distintos materiales:
a) Comparar los valores finales.
b) ¿Cuál de los materiales tiene mayor dureza?
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
DE PROPIEDADES
DE LOS MATERIALES
TEMA:
ENSAYO DE DUREZA
ROCKWELL
TP
Nº 5
COMPARACION DE MATERIALES FERROSOS Y NO FERROSOS
OBJETIVO: Comparar la resistencia mecánica y la deformación de materiales ferrosos y no ferrosos
(aluminio y latón)
CONSIDERACIONES TEORICAS: No se realizaran ensayos de tracción al acero, sino que utilizaremos los
ensayos realizados en los anteriores trabajos practicos.
a) PRIMER ENSAYO:
Material a ensayar: ………………………………………………..………………………………………………………………………….…….
Informe Nº: ........................................... Ensayo Nº:.......................................Fecha: ....................................
Máquina empleada: ......................................................................................................................................
Escala de carga: .............................................................................................................................................
Escala de deformación:..................................................................................................................................
Accesorios:…………………………...........................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
Sección (mm2)
So
S
Diámetro (mm)
do
d
Material
long. entre marcas (mm)
lo
l
Observaciones:…………....................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Símbol
o
Fórmula
Pp
Gráfico
Kgf
N
Pf
Gráfico
Kgf
N
Carga Máxima
Pmáx
Gráfico
Kgf
N
P
Pp/So
Kgf/mm²
MPa
f
Pf/So
Kgf/mm²
MPa
ET
Pmáx/So
Kgf/mm²
Mpa
 [%]
[(l - lo)/ lo].100
%
Estricción %
[%]
[(So-S)/So].100
%
Denominación
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Valores
Fecha:
TEMA: COMPARACION
DETERMINACIÓNDE
DE
PROPIEDADES
DE LOS YMATERIALES
TEMA:
MATERIALES
FERROSOS
NO FERROSOS
TP
Nº 6
b) SEGUNDO ENSAYO:
Escala de carga: .............................................................................................................................................
Accesorios:…………………………...........................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
Diámetro (mm)
Sección (mm2)
Material
do
d
So
S
lo
l
Observaciones:…………....................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Símbol
o
Fórmula
Pp
Gráfico
Kgf
N
Pf
Gráfico
Kgf
N
Carga Máxima
Pmáx
Gráfico
Kgf
N
P
Pp/So
Kgf/mm²
MPa
f
Pf/So
Kgf/mm²
MPa
ET
Pmáx/So
Kgf/mm²
Mpa
 [%]
[(l - lo)/ lo].100
%
Estricción %
[%]
[(So-S)/So].100
%
Denominación
Valores
c) TERCER ENSAYO:
Escala de carga: .............................................................................................................................................
Accesorios:…………………………...........................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
DEMATERIALES
PROPIEDADES
DE LOS YMATERIALES
TEMA:
COMPARACION DE
FERROSOS
NO FERROSOS
TP
Nº 6
Diámetro (mm)
Sección (mm2)
Material
do
d
So
S
lo
l
Observaciones:…………....................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Símbol
o
Fórmula
Pp
Gráfico
Kgf
N
Pf
Gráfico
Kgf
N
Carga Máxima
Pmáx
Gráfico
Kgf
N
P
Pp/So
Kgf/mm²
MPa
f
Pf/So
Kgf/mm²
MPa
ET
Pmáx/So
Kgf/mm²
Mpa
 [%]
[(l - lo)/ lo].100
%
Estricción %
[%]
[(So-S)/So].100
%
Denominación
Valores
Responder el siguiente cuestionario:
De los ensayos de tracción realizados en los T.P. No 4 y 6 y los de dureza del T.P. No 5 a los
distintos materiales:
a) Realizar un cuadro comparativo de resistencia, deformación y dureza.
b) Comparar los valores de resistencia.
c) ¿Cuál es el material que tiene mayor resistencia en el periodo elástico?
d) ¿Cuál es el material que tiene mayor resistencia a la rotura?
e) Comparar el porcentaje que cada material se deforma.
f) ¿Cuál material ensayado es más dúctil y cuál es más frágil?
g) ¿Cuál material ensayado es más duro?
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: COMPARACION
DETERMINACIÓN
PROPIEDADES
DE LOSYMATERIALES
TEMA:
DEDEMATERIALES
FERROSOS
NO FERROSOS
TP
Nº 6
TRATAMIENTOS TERMICOS
Características Generales
En general, un Tratamiento Térmico consiste en calentar el acero hasta una cierta temperatura;
mantenerlo a esa temperatura durante un tiempo determinado y luego enfriarlo, a la velocidad
conveniente. El objeto de los tratamientos térmicos es cambiar las propiedades mecánicas de los
metales, principalmente de los aceros.
Clasificación de los tratamientos térmicos
Los tratamientos térmicos pueden dividirse en dos grandes grupos:
1º Tratamientos sin cambio de composición, es decir, aquellos en cuyo tratamiento no varían los
componentes.
2º Tratamientos con cambio de composición, los que añaden nuevos elementos a sus propios
componentes o cambian la proporción de los existentes. De aquí que se llamen con más propiedad
Tratamientos Termoquímicos.
Fases en todo tratamiento térmico
En todo tratamiento térmico se distinguen tres fases:
1ª Calentamiento hasta la temperatura adecuada.
2ª Mantenimiento a esa temperatura hasta obtener uniformidad térmica.
3ª Enfriamiento a la velocidad adecuada.
De acuerdo con las variantes de estas fases se obtienen los distintos tratamientos.
DIAGRAMA DE HIERRO - CARBONO
Es imprescindible para el conocimiento de los
aceros, el estudio de su Diagrama de Equilibrio. En la
figura siguiente se muestra el diagrama de una
aleación Fe-C para valores de carbono hasta 1,7%.
En este caso se representa el sector
correspondiente al Acero ya que mayor % de
carbono, sería una fundición.
Como muestra la imagen se ven varias zonas, que
dependen de la temperatura y del % de Carbono,
para los tratamientos termitos es importante llevar
al acero a la zona de Austenita, que dependerá
directamente de la temperatura alcanzada.
Temple
El temple tiene por fin dar a un metal aquel punto
de resistencia y de dureza que requiere para ciertos
usos.
Los constituyentes más duros y resistentes son las
martensita y la cementita. Para lograr estos
constituyentes, se sigue este proceso:
Fase 1ª: El calentamiento se hace hasta alcanzar la austenización completa en los aceros de menos de
0,9% de C; y entre la línea A1 y la curva Acm para los que pasan de 0,9% de C.
Fase 2ª: El mantenimiento debe ser suficiente para alcanzar la homogeneización entre el núcleo y la
periferia. Las piezas gruesas necesitarán más tiempo que las delgadas. Si la velocidad en la fase 1ª fue
grande, hay que alargar el tiempo de permanencia de la fase 2ª
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
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DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:TRATAMIENTOS
DETERMINACIÓN
TEMA:
TERMICOS
TP
Nº 7
Fase 3ª: La velocidad de enfriamiento puede ser en aceite, agua o al aire, en este caso se hizo en agua.
El éxito del temple estriba en el conocimiento exacto de los puntos de transformación y del empleo del
medio adecuado para lograr la velocidad suficiente de enfriamiento.
Revenido
Es un tratamiento posterior al temple y que tiene por objeto:
1º Eliminar las tensiones del temple y homogeneizar el total de la masa.
2º Transformar la martensita en estructuras perlíticas finas, menos duras pero con más resiliencia que la
martensita.
Fase 1ª: Se calienta siempre por debajo del punto crítico A1. La temperatura alcanzada es fundamental
para lograr el resultado apetecido.
Fase 2ª: En general, el mantenimiento no debe ser muy largo.
Fase 3ª: Se enfría en aceite, agua o al aire; en este caso se hizo un enfriamiento lento en aire En
algunos aceros esta fase es muy importante.
Los siguientes esquemas muestran que temperatura debemos alcanzar en el trabajo practico, utilizando
un acero de 0,4 %C para lograr templarlo y luego revenirlo.
Estructura final que se obtiene según la velocidad de enfriamiento:
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:TRATAMIENTOS
DETERMINACIÓN
TEMA:
TERMICOS
TP
Nº 7
Influencia de Los Tratamientos Térmicos en las Propiedades de los Aceros
Cuando un acero está formado por un solo constituyente, sus características son las del constituyente.
Cuando está formado por varios, que es lo más común, entonces sus propiedades son un promedio de
las propiedades de los mismos constituyentes. Los tratamientos cambian los constituyentes de los
aceros y por consiguiente cambian también sus propiedades mecánicas. En líneas generales se puede
decir:
Del temple: que aumenta la dureza, la resistencia a la tracción, el límite elástico, y que disminuye la
resiliencia y el alargamiento.
Del revenido: disminuye la resistencia, el límite elástico y la dureza; mientras que aumenta el
alargamiento y la resiliencia. Hay que cuidar mucho la temperatura, entre los 200 y 400o C para evitar
efectos contrarios en la resistencia.
Material a ensayar: ………………………………………………………………………………………………………………………………….
Informe Nº: ........................................ Ensayo Nº:.......................................Fecha: ....................................
Máquina empleada: ..............................................................................................................................
Escala de carga: ......................................................................................................................................
Accesorios: …...............................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
Tratamiento
Recibido
Diámetro (mm)
Sección (mm2)
do
So
d
long. entre marcas
(mm)
lo
l
S
1 SIN TEMPLE
2 TEMPLADO
3 TEMPLADO Y REVENIDO
Realizar las siguientes determinaciones y llenando la siguiente tabla:
Denominación
Símbolo
Carga al Límite de
Proporcionalidad
Carga Máxima
Probeta 1
Probeta 2
Probeta 3
Pp
Kgf
Kgf
Kgf
Pmáx
Kgf
Kgf
Kgf
Tensión al Límite de
Proporcionalidad
P
Kgf/mm²
Kgf/mm²
Kgf/mm²
Resistencia Estática a la Tracción
ET
Kgf/mm²
Kgf/mm²
Kgf/mm²
 [%]
%
%
%
Estricción %
[%]
%
%
%
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA: TRATAMIENTOS
DETERMINACIÓN
TEMA:
TERMICOS
TP
Nº 7
ENSAYO DE DUREZA
Informe Nº: ........................................Ensayo Nº:.......................................Fecha: ....................................
DUREZA ROCKWELL
Norma consultada: ............................................................................................................................
Máquina empleada: .........................................................................................................................
Accesorios: .......................................................................................................................................
Según el material a ensayar completar la siguiente tabla:
MATERIAL
HR
Carga
Penetrador
Lectura en
Escala
Nº Barra
Realizar las siguientes determinaciones y llenando la siguiente tabla:
Tratamiento
Recibido
Determinaciones
1º
1
2º
Valor Promedio
HR
Dureza
Brinell
3º
……………….. HR ……….
……………….. HR ……….
2
……………….. HR ……….
……………….. HR ……….
3
……………….. HR ……….
……………….. HR ……….
Observaciones: ..................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Responder el siguiente Cuestionario:
1) ¿Quién es más dúctil?
2) ¿Quién es más frágil?
3) ¿Quién tiene más tenacidad?
4) ¿Cómo cambio la dureza según el tratamiento térmico recibido?
5) ¿Qué mejoro el temple seguido del revenido?
6) ¿Por qué no es conveniente usar un material solo templado?
7) ¿Qué propiedades le cambio el revenido al material templado?
E.E.T. Nº
E.E.T.P.
Nº466
466 CURSO: 3º AÑO
"Gral. M. N. Savio"
DIVISION
CONOCIMIENTO DE
LOS MATERIALES
Fecha:
TEMA:
TRATAMIENTOS TERMICOS
TP
Nº 7

E. E. T. P. Nº 466 “Gral. Manuel N. Savio” CONOCIMIENTO DE LOS

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