Manual Practicas Introduccion A La Tecnologia de Materiales - 2017-1 - Industrial

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Ingeniería Industrial
LABORATORIO DE INTRODUCCIÓN A LA
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
Manual de prácticas
ING. ENRIQUE CORTÉS GONZÁLEZ

M. en I. FELIPE DÍAZ DEL CASTILLO RODRÍGUEZ
SEMESTRE 2017-1
CONTENIDO
Introducción…………………………………1
Reglamento Del Laboratorio…………….………..2
1. El Microscopio Metalográfico ...........................................................4
2. Preparación de Muestras Metalográficas .........................................9
3. Prueba de Dureza Rockwell ...........................................................16
4. Prueba de Tensión .........................................................................23
5. Prueba de Impacto .........................................................................29
6. Prueba de Torsión ..........................................................................38
7. Deformación Plástica y Recristalización de un Metal ………..........45
8. Reconocimiento de los Constituyentes del Acero al Carbono........49
9. Temple de los aceros…………………………………………….……52
10. Revenido de los aceros…………………………………………56
BIBLIOGRAFÍA…………….............................59
UNAM FES-C Laboratorio de Tecnología de Materiales
INTRODUCCIÓN
Los laboratorios que se imparten dentro de la carrera de Ingeniero Mecánico

Electricista son parte fundamental de la formación del estudiante, ya que le
permite comprobar en forma práctica muchos de los conocimientos adquiridos en
el salón de clase, de ésta manera, presentamos el manual de prácticas
correspondiente al Laboratorio de Introducción a la Tecnología de Materiales,
esperando que permita al alumno un mejor desarrollo de las mismas y que su
estancia sea lo más fructífera posible.
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REGLAMENTO DEL LABORATORIO
-2-
-3-
Práctica 1
EL MICROSCOPIO METALOGRÁFICO
OBJETIVO
Conocimiento y manejo del microscopio metalográfico.
INTRODUCCIÓN
El microscopio metalográfico es un instrumento que permite observar la luz
reflejada por la superficie previamente preparada de un metal. Existen dos tipos de
él, a saber:
- Microscopio vertical, figura 1a)
- Microscopio invertido (arreglo de Le Chatelier), figura 1b)
a) b)
Figura 1. a) Microscopio vertical con fuente externa b) Microscopio
invertido
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Básicamente, el microscopio está constituido por un dispositivo de iluminación,

un vidrio plano o prisma de reflexión, el ocular y el objetivo. El haz de luz
atraviesa el objetivo y al ser reflejado por la muestra vuelve a pasar por éste para
dar una imagen en el ocular de observación y/o en la cámara fotográfica. El
aumento de la imagen observada viene dado por el producto de los aumentos del
objetivo por los del ocular.
Oculares
Tornillo micrométrico Fuente de iluminación
Tornillo macrométrico
Fuente de poder
Brazo Revólver
Objetivo
Platina
Figura 2.- Microscopio vertical con fuente externa
La máxima ampliación que se consigue con los microscopios metalográficos es,

aproximadamente, de 1500 aumentos (1500X). Con el empleo de lentes bañadas
en aceite puede mejorarse este límite, hasta unos 2000 X. No obstante, esta es la
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mayor magnificación que se puede conseguir con microscopía óptica, debido al

tamaño de la longitud de onda de la luz visible (aprox. 4000 Å). Para aumentar la
magnificación, se tienen que emplear electrones (λ=0.5 Å) en vez de fotones para
"iluminar" la muestra, lo que lleva a emplear microscopios electrónicos.
MATERIAL Y EQUIPO
 Microscopio metalográfico provisto de ocular de 10X y objetivos de 6.5X, 10X
y 40X
 Probetas de diferentes metales
INSTRUCCIONES PARA EL USO DEL MICROSCOPIO METALOGRÁFICO
PRECAUCIONES DE USO
1. Al encender el microscopio, mantener la intensidad de luz lo más baja posible
(controlada por la perilla de la fuente de iluminación).
2. Mantener apagada la fuente de iluminación mientras no se encuentre en uso
el microscopio.
3. Las probetas a observar deben estar secas y libres de impurezas.
4. Evitar rayar los oculares y objetivos.
a) En caso de usar anteojos, quitárselos y observar sin ellos.
b) Evitar que cualquier objeto extraño toque los objetivos y oculares.
c) No desbastar ni pulir cerca del microscopio.
d) Desplazar los tornillos macrométrico y micrométrico con lentitud para
evitar que el objetivo choque con la muestra.
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GLOSARIO DE TÉRMINOS Y FÓRMULAS
G = Aumento total del microscopio

g1 = Aumento del objetivo
g2 = Aumento del ocular
d = Poder de resolución del objetivo, o sea la distancia mínima entre dos líneas
separadas con ese objetivo. Depende de la apertura numérica y de la longitud
de onda.
a = Apertura numérica
λ = Longitud de onda
Además la apertura numérica (a) del objetivo, depende a su vez del índice de
refracción del medio de inmersión, por lo cual solo es válida para ese medio.
El ojo humano es capaz de separar dos puntos distantes entre sí 0.2 mm

aproximadamente.
FÓRMULAS
.... (1)
.... (2)
.... (3)
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CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del microscopio metalográfico?
2. Explicar el funcionamiento de los tornillos macrométrico y micrométrico
3. En microscopía, ¿qué se entiende por resolución?
4. ¿Para qué sirven los diafragmas de campo?
5. ¿Para qué sirven los diafragmas de abertura?
6. Explicar la técnica de campo obscuro.
7. Explicar la técnica de campo claro.
8. Explicar cómo funciona el microscopio electrónico.
9. ¿En qué casos se utiliza aceite durante la observación mediante el
microscopio metalográfico?
10. PROBLEMA. Supóngase que se quiere observar una estructura laminar cuya
separación es de 0.2 micras, para lo cual se piensa utilizar un filtro verde (λ =
5300 Å), si se utiliza un ocular de 10X.
a.) Determine el objetivo mínimo necesario para observar la estructura.
b.) Calcular la abertura del objetivo.
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Práctica 2
PREPARACIÓN DE MUESTRAS METALOGRÁFICAS
OBJETIVO
1.- Aprender y poner en práctica la técnica para la preparación de muestras
metalográficas.
INTRODUCCIÓN
La metalografía es el estudio de la constitución y la estructura de los metales y las
aleaciones. La forma más sencilla de hacerlo es examinando las superficies
metálicas a simple vista. Las técnicas más avanzadas se basan en la amplificación
de la superficie, mediante instrumentos ópticos, para observar las características
estructurales microscópicas.
Los estudios ópticos microscópicos proporcionan resultados que son útiles no solo
a los científicos, sino también a los ingenieros. El examen de la microestructura es
útil para determinar si un metal, o una aleación, satisfacen las especificaciones en
relación con trabajos mecánicos anteriores, tratamientos térmicos y composición
general.
Un estudio de la microestructura nos permite llevar a cabo un análisis de fallas

metálicas y de esta forma controlar procesos industriales.
Los cinco pasos que casi siempre se requieren para hacer una muestra
metalográfica son:
1. Corte
2. Montaje. Si la muestra es muy pequeña
3. Desbaste
4. Pulido
5. Ataque, con un reactivo químico adecuado
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CORTE.- En general, se deben cortar uno o varios trozos pequeños del objeto que
se va a examinar. La ubicación de estas muestras y la forma en que se corten
afectarán los resultados y su interpretación. Por ejemplo, una varilla de acero
estirada en frío puede cortarse en tal forma que quede expuesta una sección
transversal o longitudinal, y ambas secciones variarán notablemente en su
aspecto. En el caso del acero (y de algunas otras aleaciones), es necesario evitar
el calentamiento de la muestra al hacer el corte ya que esto puede alterar el
estado de la superficie, que más tarde deberá pulirse y atacarse con ácido. Casi
siempre es conveniente realizar los cortes, utilizando un medio refrigerante o
hacerlo lentamente, a fin de que el calor generado en la pieza no altere su
estructura.
Figura 1.- Cortadora de disco abrasivo
MONTAJE.- Si la probeta que va a examinarse es lo suficientemente grande para

que pueda sujetarse bien con la mano, no es necesario montarla. No obstante, la
mayoría de las veces la probeta es demasiado pequeña para que pueda
sostenerse en forma (por ejemplo, un tramo de varilla, alambre o lámina)
- 10 -
mientras se lija o pule, por lo que será necesario montarla en algún material
plástico.
DESBASTE.- Este proceso se efectúa usando lijas de grano cada vez más fino. La
lija se sostiene sobre una superficie plana y dura, que puede ser acero o vidrio y
la muestra se lija sin seguir un movimiento oscilatorio, sobre la lija. Cuando se
termina de lijar, en cada etapa, las marcas deben estar todas en la misma
dirección, como se muestra en la figura 1. Antes de continuar con la siguiente lija
más fina, deben lavarse y secarse con cuidado las manos y la muestra. Ahora, la
probeta debe desplazarse en tal forma que las rayas hechas por las distintas lijas
formen ángulos rectos con las del inmediatamente anterior. Así puede verse con
claridad si se han eliminado las rayas más gruesas que se hicieron en la operación
anterior, como se ve en la figura 1.
Figura 2.- Desbaste a 90º en diferentes pasos.
PULIDO.- Este procedimiento se basa en el uso de una rueda cubierta con un

paño, cargado con una suspensión de alúmina. Periódicamente se debe aplicar
agua, para mejorar la acción pulidora y la limpieza. Al principio, la muestra se
sostiene en una posición sobre la rueda, sin hacerla girar, hasta que se hayan
eliminado la mayoría de las marcas anteriores. Luego puede girarse con lentitud
en sentido contrario al de rotación de la rueda hasta que solo puedan verse las
marcas dejadas por la alúmina. La rotación de la muestra reduce a un mínimo el
peligro de formación de ranuras, por las que se extraen del metal partículas
precipitadas.
- 11 -
Se procede a hacer el pulido final después de lavar las manos y la muestra, a fin
de evitar cualquier contaminación de la rueda de pulido. A esta rueda cubierta de
tela se le aplica una suspensión de alúmina. La muestra se hace girar con lentitud
en sentido contrario al de la rotación de la rueda y se pule hasta que desaparecen
las marcas dejadas por la alúmina anterior. Los resultados del pulido pueden
mejorar si la última etapa de pulido se efectúa en una rueda de baja velocidad.
Figura 3.- Pulidora doble
ATAQUE QUÍMICO.- Un reactivo común para atacar el acero es el nital, que

consiste de 2 por ciento de ácido nítrico disuelto en alcohol etílico. El nital se
vierte en un recipiente y la muestra, lavada y secada previamente, se sumerge,
agitándola suavemente durante un tiempo que oscila entre 5 y 20 segundos.
Inmediatamente después, se lava la muestra con agua corriente, se enjuaga con
alcohol y se seca.
Para otros metales y aleaciones se usan diferentes reactivos. Se recomienda la

técnica de frotación para ciertos metales y aleaciones en lugar de la técnica de
inmersión.
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MATERIAL Y EQUIPO
 Barra de acero
 Cortadora de disco, con refrigerante
 Lijas de diferentes grosores
 Alúmina
 Nital al 2 %
 Algodón
 Alcohol
 Microscopio metalográfico
INSTRUCCIONES PARA PREPARAR UNA MUESTRA METALOGRÁFICA
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Examen Microscópico
La muestra se coloca en la platina de un microscopio metalográfico de modo que
su superficie esté perpendicular al eje óptico. Puede observarse con
amplificaciones diferentes, pero si se examina a 400x deben aparecer claramente
las laminillas de la perlita en una muestra de acero recocido. Si por el contrario, el
ataque con ácido ha sido excesivo, la perlita será muy negra y las laminillas
individuales aparecerán indistintamente. A veces un repulido muy ligero, durante
cinco o diez segundos, seguido de otro ataque químico, mejora la claridad de la
imagen. Con frecuencia esto no es necesario si el ataque se produce por frotación
y no por inmersión.
CUESTIONARIO
1. ¿Por qué es necesario lijar bajo la presencia de un flujo constante de agua?
2. ¿Por qué es conveniente desplazar en dirección radial la probeta durante el
pulido con alúmina?
3. ¿Qué diferencias se observan entre una probeta de superficie distorsionada y
otra sin distorsión?
4. ¿Qué efecto tiene un ataque químico deficiente y un sobreataque?
5. Explicar por qué después del ataque químico se ven los límites de grano.
6. ¿Qué materiales plásticos se utilizan para el montaje de las muestras
metalográficas?
7. ¿Por qué mejora el aspecto de algunas microestructuras al repulirlas y volverlas
a atacar?
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8. ¿Cuál es la composición del reactivo de ataque para el latón?

9. Se recomienda agregar alcohol etílico a las probetas para secarlas en la última
etapa del pulido. ¿Por qué?
10.¿Cuál es la composición del reactivo de ataque para aluminio?
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Práctica 3
PRUEBA DE DUREZA ROCKWELL
OBJETIVOS
1. Conocer la importancia de la medición de la dureza como prueba mecánica.
2. Conocer las ventajas y limitaciones de la prueba de dureza Rockwell
INTRODUCCIÓN
Desde el punto de vista de ingeniería, la dureza se puede definir como:
 Resistencia a la penetración
 Resistencia a la deformación plástica localizada
 Resistencia al rayado
La dureza es función de otras propiedades mecánicas del material sobre todo de su

límite elástico y en menor grado de su tendencia al endurecimiento por trabajo y del
módulo de elasticidad. Si se tiene un material de composición dada y se conoce su
historial, se puede relacionar su límite elástico (para fines prácticos, la resistencia a
la fluencia), con la resistencia a la tensión, su ductilidad y su tenacidad, por tanto
las pruebas de dureza pueden proporcionar datos de los que se pueden derivar
muchas propiedades mecánicas importantes y, puesto que las pruebas de dureza se
pueden llevar a cabo fácil y rápidamente, se usan en forma amplia para controlar
procesos, así como en control de calidad para materiales y componentes.
Las pruebas de dureza comunes se basan en la aplicación lenta de una carga

constante a un penetrador o penetrador que se abre paso sobre la superficie lisa de
la muestra. Una vez que se quita la carga, se mide el área o bien la profundidad de
la penetración, lo cual indica la resistencia a la carga.
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Una de las pruebas más usadas en la industria es la prueba de dureza Rockwell,

habiendo muchas razones por las cuales esta prueba es tan popular, siendo
algunas de ellas las siguientes:
a) Es sencilla de realizar
b) La dureza se lee directamente en un dial o carátula
c) No requiere demasiado entrenamiento para poder realizar la prueba
d) Deja una huella muy pequeña en la pieza
e) Se puede medir la dureza de una amplia gama de materiales, desde muy
blandos hasta los muy duros, como pueden ser los aceros templados y los
carburos sinterizados.
Se emplean dos tipos de penetradores en la prueba de dureza Rockwell: el

penetrador cónico de diamante (Brale) y el penetrador de esfera o bola (con
diámetros de 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 de pulgada) que se ilustran en las figuras 1 y 2.
Figura 1.- Penetrador cónico de diamante (Brale)
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Figura 2.- Penetrador de bola de 1/16 de plg
La prueba de dureza Rockwell utiliza dos cargas: Una carga inicial o precarga para
asentar el penetrador en el material y una carga mayor o principal. La dureza
real depende entonces de la profundidad diferencial entre la precarga y la carga
principal.
Tipos de pruebas Rockwell

Hay dos tipos de dureza Rockwell: normal y superficial.
Cada uno puede requerir el empleo de un durómetro distinto.

a) Prueba de dureza Rockwell normal.- Utiliza una carga menor de 10 kg y
cargas principales de 60, 100 ó 150 kg.
b) Prueba de dureza Rockwell superficial.- Utiliza una carga inicial de 3 kg y
cargas principales de 15, 30 ó 45 kg.
Precauciones previas a la prueba

a) Comprobar que el penetrador elegido no esté dañado ni desgastado
b) La superficie por probar debe ser plana y lisa
c) El yunque empleado debe estar limpio y sin daños
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d) Si la pieza es redonda, rectificar una superficie plana para la prueba (si no

es posible, utilice los factores de corrección que se muestran en la tabla 1)
e) No realizar la prueba demasiado en la orilla de la pieza, o demasiado cerca
de una medición previa.
f) La pieza debe tener un espesor adecuado para que no sea atravesada por
el penetrador.
Tabla 1.- Factores de corrección para piezas cilíndricas
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MATERIAL Y EQUIPO
 Durómetro Rockwell
 Muestras de diferentes metales y aleaciones
Figura 3.- Durómetro Rockwell
INSTRUCCIONES PARA EL USO DEL DURÓMETRO
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Figura 4.- Carátula del durómetro Rockwell
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CUESTIONARIO
1. ¿Qué importancia tiene en la Ingeniería la medida de la dureza de un
material?
2. ¿Qué materiales se miden con las escalas D, E, F, G, H y K?

3. ¿Por qué es necesario utilizar un factor de corrección cuando de toman
medidas de dureza Rockwell en barras cilíndricas con un diámetro menor
a 1 plg?
4. El factor de corrección de la pregunta anterior se suma o se resta de las
lecturas obtenidas.
5. ¿Por qué no se deben tomar mediciones demasiado cercanas entre sí?
6. ¿Por qué no se deben tomar lecturas demasiado cercanas a la orilla de la
muestra?
7. ¿En qué consiste la prueba de dureza Vickers?
8. Explicar cómo se realiza el ensayo de dureza Brinell.
9. ¿En qué consiste la prueba de dureza Shore?
10.¿En qué consiste la escala de dureza Mohs?
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Práctica 4
PRUEBA DE TENSIÓN
OBJETIVO
1. Efectuar la prueba de tensión.
2. Comprender el significado y limitaciones de este ensayo.
INTRODUCCIÓN
La prueba de tensión es uno de los medios más útiles que se emplean para
determinar las propiedades mecánicas importantes de materiales de ingeniería. Los
detalles de procedimiento de la prueba varían de acuerdo con los diferentes tipos de
material; sin embargo, en la prueba de tensión ordinaria, aún cuando se trata de
distintas clases de materiales el procedimiento se efectúa a la temperatura ambiente
o próxima a ésta, y la carga de tensión se aplica lentamente. También, hay pruebas
a otras temperaturas y a niveles muy elevados de carga, así como con cargas
estáticas que se aplican durante largo tiempo; pero ninguna de estas se considera
como una prueba de tensión ordinaria. La exposición siguiente se refiere a las
pruebas de tensión de materiales metálicos hechas conforme a las especificaciones
de la ASTM E8-61T.
En la figura 1 se ilustra una probeta cilíndrica estándar que se utiliza para una
prueba de tensión. Los extremos de esta probeta, que se sujeta con soportes
aserrados, tienen un acabado liso; para otros tipos de soportes se usan probetas
con un borde o rosca en los extremos. La probeta debe maquinarse simétricamente
a lo largo de su eje longitudinal, para que la carga esté distribuida uniformemente
en el corte transversal.
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Figura 1.- Probeta normalizada para la prueba de tensión
Las cargas se aplican ya sea mecánica o hidráulicamente en los dos tipos de

maquinaría de pruebas existentes. El método mecánico de aplicar cargas tiene la
ventaja de proporcionar un medio conveniente para controlar la velocidad de
deformación, aunque por lo general se prefiere usar los sistemas hidráulicos. Debido
a sus capacidades mayores y su bajo costo.
Existen muchas marcas distintas de máquinas para pruebas de tensión. En el

laboratorio se dispone de una máquina marca Dillon, de marcha automática, con
capacidad de carga de 5 toneladas, la cual se muestra esquemáticamente en la
figura 2.
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AGUJAS
DINAMOMETR0
MORDAZAS
VOLANTE
BASTIDOR
BASE
Figura 2.-
MATERIAL Y EQUIPO
 Máquina de tensión con todos los accesorios.
 Probetas de diferentes materiales.
 Calibrador vernier
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INSTRUCCIONES
CUESTIONARIO
1.- Determine el porcentaje de elongación y el porcentaje de reducción de área
de cada uno de los materiales utilizados en la prueba.
2.- Determine la resistencia o esfuerzo máximo a la tensión de los metales

probados.
Pmáx
Lectura:

Ao
3.- ¿Por qué retrocede la aguja roja en el dinamómetro de la máquina en la

prueba de tensión?
4.- ¿Qué carga se alcanza cuando se forma el cuello o estrangulamiento de la

probeta?
5.- Dibuje las dimensiones de la probeta utilizada en la prueba.
6.- Dibuje la fractura que se presentó y diga de que tipo es cada uno de los
materiales utilizados, de acuerdo a lo mostrado en la figura 3.
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7.- Resuelva el siguiente problema: En una prueba de tensión se obtuvieron los

siguientes datos experimentales, de carga, alargamiento y otros.
do= 1.277 cm df= 0.8585 cm Carga Máxima

Af= lf= 5.8750 cm Pmax= 7808.8 kg
Ao= lo= 5.0800 cm Carga de Ruptura
Pr = 7037.0 kg
P Dist. entre puntos  

(kg) (cm)
(kg/cm2)
535 5.08508
1108 5.09016
1621 5.09524
216 5.10032
2701 5.10540
4054 5.11810
5330 5.13080
6220 5.14350
6665 5.15620
6942 5.16840
7164 5.18160
7500 5.23224
7809 5.39750
7037 5.87502
a) Calcule los esfuerzos y las deformaciones en la tabla anterior.
b) Dibuje dos gráficas en papel milimétrico de esfuerzo-deformación en

dos escalas de deformación diferentes apropiadas, una para la
determinación de:
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i. Esfuerzo de cedencia
ii. Módulo de elasticidad
iii. Límite proporcional
iv. Resistencia máxima
Otra para encontrar la tenacidad del material.
c) Calcule el porcentaje de elongación y el porcentaje de reducción de

área del material.
d) Determine el esfuerzo máximo a la tensión y el esfuerzo de ruptura.
e) Determine la resistencia del material.
Figura 3.- Fracturas típicas.
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Práctica 5
PRUEBA DE IMPACTO
OBJETIVO
1. Efectuar una prueba de impacto Charpy con una probeta entallada.
2. Comprender el significado y las limitaciones de este tipo de pruebas.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad es un hecho conocido que el acero dúctil puede tener un
comportamiento frágil bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, durante la Segunda
Guerra Mundial se puso gran atención a la fractura frágil de barcos construidos a
base de soldadura, algunos de estos barcos se partieron completamente en dos
partes, mientras que otros solo mostraban fracturas en algunas regiones. La
mayoría de las fallas ocurrieron durante los meses de invierno; sin embargo, cabe
mencionar que las fallas por fractura frágil se tienen en tanques, recipientes a
presión, tuberías, puentes, etc.
Son tres los factores básicos que contribuyen a la fractura frágil por clivaje:
1. Un estado de esfuerzos triaxial.
2. Baja temperatura.
3. Una velocidad de deformación alta o una alta velocidad de aplicación de la
carga.
No es necesario que estén presentes estos tres factores a la vez para que se
produzca una fractura frágil. Por ejemplo, un estado de esfuerzos triaxial, como el
que se encuentra en una entalladura y baja temperatura son los responsables de la
mayoría de las fallas en servicios por fractura frágil. No obstante, debido a que estos
efectos se acentúan a una alta velocidad de aplicación de carga, se hace uso de las
pruebas de impacto para determinar la susceptibilidad de los metales a la fractura
frágil.
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Los aceros poseen propiedades idénticas cuando se someten a ensayos de tensión o

torsión, los cuales involucran velocidades bajas de deformación, pero pueden
mostrar grandes diferencias en su tendencia a la fractura frágil cuando se someten a
pruebas de impacto con probetas entalladas.
Aparato para pruebas de impacto con probetas entalladas

La máquina consiste en un péndulo de oscilación libre montado en un cojinete, un
marco rígido y un yunque para sostener la probeta. La energía del impacto se hace
variar cambiando la masa del péndulo, modificando la altura de la caída o mediante
ambos procedimientos. La energía que absorbe la probeta es la diferencia entre la
energía que queda después del impacto y la de entrada en el momento de
producirse el impacto. Como las vibraciones pueden absorber energía, el péndulo y
el sujetador de la probeta se diseñan de tal forma, que el péndulo golpee a la
probeta en su centro de percusión. El marco y el yunque deben ser también muy
rígidos para evitar que absorban energía por deformación. Las pérdidas por fricción
no pueden eliminarse totalmente, pero se pueden determinar y hacer las
correcciones necesarias cuando el caso lo requiera.
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Figura 1.- Máquina de impacto Charpy
Después de que la muestra se rompe, el péndulo impulsa a una aguja indicadora de

poco peso a lo largo de una escala calibrada para indicar la lectura en kg-m o en
otras unidades de energía absorbida por la probeta.
En la figura 1 se muestra el dibujo de la máquina para pruebas de impacto con

probeta entallada.
La magnitud del trabajo de deformación y destrucción se determina por la diferencia
de la energía potencial del péndulo entre el momento inicial y el final del ensayo.
ΔE = P ( H - h )........(1)
Donde: P = peso del péndulo
H = altura inicial del péndulo
h = altura final del péndulo
L = longitud del péndulo
h = L (1 - COS β)
H = L (1 - COS α)
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Y por lo tanto:
ΔE = PL (COS β - COS α).......(2)
Esta última fórmula sirve para el cálculo del trabajo h por los ángulos medidos α
y β.
β
α
α
P y L son constantes.
Figura 2.- Máquina de péndulo típica para prueba de Charpa
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PROBETA PARA LA PRUEBA DE IMPACTO

En la figura 3 se muestra la probeta estándar, para la prueba de Charpy (viga
simplemente apoyada).
Figura 3.- Probeta típica para prueba de impacto
La entalladura estándar en forma de V es muy usada, debido a que se hace con

facilidad utilizando una fresa especial. La profundidad de la entalladura debe ser
mayor de 2 mm, si lo que se quiere es determinar diferencias de tenacidad en
materiales muy dúctiles.
Factores que afectan los resultados de una prueba de impacto

1. El tamaño y la forma de la probeta.
Para la mayoría de los materiales metálicos usados en ingeniería, se han establecido
normas bien definidas respecto al tamaño y la forma de la probeta; así como la
profundidad y lo pronunciado de la ranura.
2. La forma y lo pronunciado de la ranura.

La forma y lo pronunciado de la ranura influyen en los resultados como se muestra
en la tabla 1. Los datos de la tabla 1 corresponden a probetas de Charpy estándar
de acero que tienen muescas de 5 mm con radio de 0.07mm.
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Tabla 1
Angulo de la muesca (º) 0 30 60 90 120 150
Tenacidad Charpy (kg-m) 3.36 3.41 3.51 3.93 6.36 10.1
Los datos de la tabla 2 corresponden a muestra estándar de Charpy de acero con

0.05% de carbono y una muesca de 2 mm.
Tabla 2
Radio de la raíz de la muesca (mm) Agudo 0.17 0.34 0.68
Tenacidad de Charpy (kg-m) 0.61 0.17 1.25 2.08
Mientras menos profunda y aguda sea la ranura, mayor será la diferencia entre los
resultados obtenidos con materiales tenaces y los de poca tenacidad. No obstante, si
la ranura tiene muy poca profundidad la probeta no se romperá, por lo que casi
siempre se prefiere la profundidad de 2 mm. Como es difícil maquinar una ranura
perfectamente aguda se ha adoptado generalmente un radio de 0.25 mm para su
vértice.
El efecto de la ranura es concentrar esfuerzos. Cuando se produce una grieta en la

raíz de la ranura, el esfuerzo se intensifica enormemente y la grieta progresa con
rapidez a través de la sección transversal. Sin la ranura, las probetas de muchos
materiales sólo se doblarían sin tener fractura y no podría medirse su capacidad
para absorber energía. La respuesta de los materiales con la presencia de cambios
abruptos en su sección transversal es muy variada. La prueba de impacto con
probetas entalladas constituye una forma apropiada de estudiar esta respuesta, que
se conoce como sensibilidad de entalladura de los materiales.
3. La temperatura de la prueba.
La temperatura tiene un efecto muy importante en los resultados de las pruebas de

impacto de probeta entallada en algunas aleaciones, sobre todo en los materiales de
composición ferrosa. La resistencia al impacto de una probeta entallada de
- 34 -
estructura de acero cúbica de cuerpo centrado disminuye casi siempre en forma

brusca en el rango de temperaturas atmosféricas. Por ejemplo, un acero típico
puede presentar una reducción en tenacidad de 70 libra-pie a 10 libra-pie, en el
rango de temperaturas comprendido entre 80oF (27 ºC) y 40oF (4.5 ºC). De hecho,
una de las aplicaciones más importantes de los resultados de las pruebas con
probetas entalladas es determinar la viabilidad de los distintos aceros para uso en
climas fríos.
Aplicación de pruebas de impacto.- Además de proporcionar datos sobre la

tenacidad, la sensibilidad de entalladura de los materiales y los efectos de la
temperatura, estas pruebas son útiles también para determinar si alguna secuencia
de proceso puede desarrollar el máximo de tenacidad en un material. Esto último es
especialmente útil en relación con las aleaciones ferrosas, en las que se puede usar
una variedad de ciclos de tratamientos térmicos para lograr un valor determinado de
dureza o resistencia elástica. Estos ciclos de tratamientos térmicos pueden tener un
efecto variable en la tenacidad, por ejemplo si se sobrecalienta la aleación antes de
enfriarla por inmersión en agua, esta tiende a engrosar el tamaño de los granos de
austenita y afectar la tenacidad, aunque no perjudica mucho su dureza. De la
misma manera, algunas temperaturas y procedimientos de templado pueden causar
fragilidad (fragilidad de temple y de revenido) y pérdida de tenacidad. La dureza de
estas piezas mal templadas es satisfactoria; pero no la tenacidad.
Aspecto de la fractura.- Las probetas que sufren fracturas siempre deben

examinarse con cuidado. Si su superficie es suave y lisa, ello indicará un tamaño de
grano fino y ductilidad en los aceros. Mientras que un aspecto grueso significa
fragilidad, falta de tenacidad y probablemente un recalentamiento antes del
endurecimiento. Con frecuencia se aprecian dos zonas distintas, una suave y lisa,
donde se inició la fractura dúctil, y otra de grano grueso, donde se produjo la
fractura frágil.
- 35 -
MATERIAL Y EQUIPO
 Máquina de impacto de Charpy
 Probetas con muesca en V tipo Charpy
 Calibrador
INSTRUCCIONES PARA EL ENSAYO CHARPY
Figura 4.- Colocación de la probeta
- 36 -
CUESTIONARIO
1. ¿Por qué las probetas de impacto tienen una pequeña ranura?
2. ¿Cuál es el efecto general de la temperatura en la tenacidad del acero de bajo
carbono?
3. Dibuje, con dimensiones, la probeta utilizada en la prueba.
4. ¿Cuál es el área efectiva de la fractura (cm2)?
5. Calcule la energía absorbida por unidad de superficie en la fractura.
6. ¿Por qué cree usted que no se rompió totalmente la probeta? ¿Qué haría para
que se rompiera totalmente en la prueba?
7. Diga que factores pueden alterar el valor obtenido en la prueba.
8. Represente gráficamente los siguientes datos que corresponden a la prueba
de impacto de varias muestras de un mismo tipo de acero.
TEMPERATURA (ºC) ENERGIA ABSORBIDA (kg-m)
-62.2 2.2,1.5,1.24,1.35
-51.1 1.5, 1.24, 1.10, 1.16
-40.0 1.50, 1.24, 0.96, 1.34
-28.8 2.20, 1.98, 1.70, 2.15
-17.7 3.3, 2.3, 1.80, 2.13
-12.2 4.4, 3.04, 2.9, 2.8
4.4 6.22, 3.87, 4.76, 5.05
21.1 11.05, 7.7, 6.90, 7.5
37.7 14.5, 12.9, 12.8, 10.5
48.8 16.04, 15.48, 14.79, 14.33
60.0 15.48, 15.21, 14.93, 14.70
71.1 16.45, 15.76, 15.83, 16.50
82.2 17.28, 16.18, 16.2, 17.0
93.3 17.28, 16.6, 16.31, 16.80
9. En la gráfica anterior, ¿cuál es el rango de la temperatura de transición?

10. Explicar cómo se realiza el ensayo de impacto Izod.
- 37 -
Práctica 6
PRUEBA DE TORSIÓN
OBJETIVOS
1. Determinar el módulo de elasticidad al esfuerzo cortante (G) de diferentes
metales por medio de un ensayo de torsión.
2. Calcular el esfuerzo cortante en una barra de sección circular sometida a
torsión.
INTRODUCCIÓN
Los elementos mecánicos como ejes, flechas y resortes se encuentran sujetos a
momentos torsionantes, debido a las cargas a que están sometidos. Para determinar
la resistencia a la torsión de un eje, es necesario realizar una prueba de torsión, que
consiste en someter una barra de sección circular a la acción de una carga P
aplicada a una distancia Rp con respecto al centro de la barra como se muestra en la
figura 1.
Figura 1.- Barra sometida a torsión.
Considérense dos secciones A y B de una barra circular sometida a torsión, figura 2,

en la que:
T = Momento de torsión, en kg-cm.
L = Longitud entre las secciones A y B de la barra circular, en cm.
- 38 -
rb = Radio de la barra circular, en cm.

 = Deformación angular de un eje, entre dos secciones (A y B), en radianes.
θ = Ángulo de torsión en la barra al ir del punto A al punto A’, en radianes.
Si se considera el arco CD, de la figura 2 se puede ver que está relacionado con el
ángulo γ de la siguiente forma:
Arco AA’ = Lγ = rb θ En donde:
rb
  .....(1)
L

Figura 2.- Condiciones de prueba
Por otra parte se demuestra en mecánica de materiales que el ángulo θ es

directamente proporcional al momento de torsión y está dado por la ecuación:
TL
 .....(2)
JG
Despejando a G se obtiene:
- 39 -
TL
G .....(3)
J
Donde:
G = Módulo de elasticidad al esfuerzo cortante en kg/cm2
J = Momento polar de inercia en cm4
Para una sección circular J está dado por:
d 4
J .....(4)
32
Donde:
d = diámetro de la barra en cm.
Para una barra de sección transversal circular la distribución de los esfuerzos

cortantes es como se muestra en la figura 3. Dentro del rango elástico de esfuerzos,
la deformación es proporcional al esfuerzo, lo cual se expresa por la relación:
  G .....(5)
Sustituyendo (1) y (3) en (5) se obtiene:
Tr
 .....(6)
J
Donde:
r = radio de la barra.
- 40 -
Figura 3.- Variación del esfuerzo cortante a través de una sección circular.
MATERIAL Y EQUIPO
 Aparato de torsión con pesas y medidor de carátula.
 Barras de bronce y acero de diferentes diámetros.
 Regla.
 Vernier.
INSTRUCCIONES PARA EL ENSAYO DE TORSIÓN
- 41 -
Figura 4.- Aparato de torsión
Figura 5.- Medidor de carátula
- 42 -
Para medir el ángulo de torsión por medio del medidor de carátula se tendrá en
consideración lo siguiente:
Si θ es pequeño S ≈ S1 (figura 6), entonces:
S

R
en radianes.
θ
S1
Figura 6
Obtenga los siguientes datos:

 Diámetro de la barra: d
 Longitud de la barra: L
 Material de la barra:
 Longitud del radio de la polea que se va a utilizar: Rp
 Longitud del brazo sujeto a la barra: R
CUESTIONARIO
1.- Determinar el momento de torsión (T), ángulo de torsión () y el módulo
elástico al corte (G) del metal probado.
a) Comparar el ángulo de torsión θ de la barra de sección circular con el

momento de torsión T que lo produce. La longitud de la barra bajo giro
permanece constante.
Llene la siguiente tabla con lecturas y cálculos:
- 43 -
Carga Desplazamiento Momento de Angulo de Esfuerzo Módulo de

P S torsión T torsión  cortante τ elasticidad G
(kg) (mm) (kg-cm) (rad) (kg/cm2)
(kg/cm2)
0.2
0.4
0.9
1.9
2.9
3.9
Promedio
Incluir los cálculos en el reporte.

2.- Grafique el momento de torsión (T) en función del ángulo de torsión θ.
T
(kg-cm)
 (radianes)
a) Compare el módulo de elasticidad al corte (G) con el valor encontrado en la

bibliografía de Mecánica de Sólidos.
b) Determinar el esfuerzo cortante máximo al que fue sometida la barra
probada.
- 44 -
Práctica 7
DEFORMACIÓN PLÁSTICA Y RECRISTALIZACIÓN
DE UN METAL
OBJETIVOS
1. Estudiar los efectos de la deformación plástica sobre las propiedades de
un metal
2. Estudiar el efecto del recocido sobre un metal previamente trabajado en
frío
INTRODUCCIÓN
La mayor parte de materiales cuando son sometidos a un esfuerzo mayor a su
resistencia a la fluencia muestran una deformación permanente o no recuperable
llamada deformación plástica, siendo ésta el resultado de un desplazamiento de
átomos o moléculas desde su posición original en la red, esto quiere decir que los
átomos no regresan a su posición inicial una vez que el esfuerzo ha dejado de
actuar.
Los materiales cristalinos como los metales sufren deformación plástica como
resultado del deslizamiento de los átomos a lo largo de planos cristalográficos
definidos. Cuando la cantidad de deslizamiento aumenta, será más y más difícil
seguir deformando al metal, hasta que el flujo plástico finalmente cesa para un
esfuerzo dado. El deslizamiento puede iniciarse otra vez únicamente cuando se
aplica un esfuerzo mayor. Este fenómeno se conoce como “endurecimiento por
deformación” o endurecimiento por trabajo en frío. Ambos términos se aplican
alternativamente y no son equivalentes a decir que el esfuerzo de corte necesario
para causar deslizamiento aumenta siempre después de una deformación plástica
previa.
- 45 -
La deformación plástica de metales bajo la acción de una fuerza aplicada es de

gran importancia en la fabricación y formado de metales. Debido al efecto de
endurecimiento por deformación hay un aumento considerable en la dureza,
resistencia a la fluencia y resistencia mecánica de los metales trabajados en frío,
aunque también se presenta una marcada disminución en la ductilidad y
tenacidad de un metal como se puede apreciar en la figura 1.
Figura 1.- Variación de algunas propiedades mecánicas en función del

porcentaje en frío del latón Cu+ 30 Zn (porcentaje en peso)
Al calentar un metal previamente trabajado en frío a una temperatura

suficientemente alta se eliminan la mayoría de los efectos causados por el trabajo
en frío, los cuales no son termodinámicamente estables, recuperando el metal sus
propiedades originales.
MATERIAL Y EQUIPO
 Elementos para desbaste
 Elementos para pulido mecánico
 Reactivo de ataque
 Yunque y martillo
- 46 -
 Mufla
 Durómetro
 Latón
INSTRUCCIONES
CUESTIONARIO
1.- Sobre la base de las observaciones hechas y las mediciones de dureza

describa el fenómeno de deformación plástica y recristalización de un metal.
2.- ¿Cuáles son las tres principales etapas metalúrgicas que se presentan durante
el tratamiento térmico de recocido?
3.- ¿Cómo se diferencian las bandas de deslizamiento de las bandas de
deformación?
4.- ¿Cuáles son los cinco factores importantes que afectan al proceso de
recristalización de los metales?
5.- Una lámina de latón Cu + 30 Zn (porcentaje en peso) es laminada en frío de

0.090 a 0.064 pulg. a) ¿Qué cantidad de trabajo en frío debe soportar la varilla
(ver figura 1)
- 47 -
b) Estimar la resistencia a la tensión, el esfuerzo a la fluencia y el porcentaje

de elongación.
6.- Una varilla de latón Cu + 30 Zn (porcentaje en peso) debe tener una
resistencia a la tensión de 45 ksi y un diámetro final de 0.230 pulg. a) ¿Qué
cantidad de trabajo en frío debe soportar la varilla (figura 1) .
b) ¿Cuál debe ser el diámetro inicial de la varilla?
- 48 -
Práctica 8
RECONOCIMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES
DEL ACERO AL CARBONO
OBJETIVOS
1. Distinguir los constituyentes y las fases de los aceros al carbono.
2. Evaluar la dureza, la resistencia y la ductilidad de un acero al carbono de
acuerdo a su contenido de ferrita y perlita.
INTRODUCCIÓN
Estrictamente hablando, los aceros al carbono son aleaciones formadas únicamente
por hierro y carbono. Sin embargo, en la práctica un acero al carbono contiene un
porcentaje muy pequeño de otros elementos, los cuales podemos considerar que
están presentes como impurezas, ya que no es costeable tratar de eliminarlos
durante el proceso de obtención del acero. Dentro de estos elementos podemos
mencionar al silicio, manganeso, fósforo y azufre.
En el hierro puro hay tres fases sólidas: alfa (  ), gama (  ) y delta (  ). Estas
tres fases se conservan para las aleaciones Hierro-Carbono (ver diagrama de
fases), en las cuales la fase alfa recibe el nombre de ferrita y la fase gama
recibe el nombre de austenita. Podemos encontrar así mismo los constituyentes
perlita y cementita.
Cabe mencionar que las fases anteriores estarán presentes en un acero al

carbono, cuando las condiciones de enfriamiento del acero desde el estado
líquido se llevan a cabo en condiciones de equilibrio.
Dependiendo del contenido de carbono, las propiedades mecánicas del acero al

carbono varían. Entre las propiedades más importantes podemos mencionar:
 Resistencia a la fluencia o cedencia
- 49 -
 Resistencia máxima a la tensión

 Ductilidad
 Dureza
 Tenacidad
 Módulo de elasticidad
Es importante tener presente que para un acero el contenido de carbono y la

dureza guardan una relación estrecha.
Aquí obtendremos la relación entre el contenido de carbono y la dureza.
MATERIAL Y EQUIPO
 Probetas de acero ya preparadas de diferentes contenidos de carbono
INSTRUCCIONES
CUESTIONARIO
1. Diga qué porcentaje aproximado de perlita tiene cada una de las muestras
determinando la cantidad del área que ocupa en el campo observado.
2. Determine la cantidad de carbono (%C) aproximadamente de cada una de las
muestras. Para ello haga uso del diagrama Fe-C y de la regla de la palanca.
- 50 -
3. ¿Qué relación puede obtener usted entre el contenido de carbono (%C) y la

dureza a partir de los datos anteriores.
4. Diga como varía la ductilidad de un acero con el contenido de carbono (%C).
5. Diga como varía la resistencia máxima a la tensión con el contenido de carbono
(%C).
6. De acuerdo a la pregunta anterior ¿Cuál de las probetas debe ser la más
resistente?
7. ¿Qué es una reacción eutectoide?
8. Diga qué cantidad de fase proeutectoide tiene cada una de las muestras.
9. El hierro es alotrópico. ¿Qué significa esto?
10.Explicar qué es un acero 41xx, de acuerdo con las normas SAE-AISI.


Figura 1.-Diagrama de fases Fe-Fe3C
- 51 -
Práctica 9
TEMPLE DE LOS ACEROS
OBJETIVO
1. Aplicar el tratamiento térmico de temple a un acero de medio carbono
2. Comprobar el cambio de dureza y estructura que experimenta el acero
cuando se templa en diferentes medios
INTRODUCCIÓN
El tratamiento térmico de temple o templado consiste en calentar el acero a una
temperatura predeterminada (temperatura de austenitización); mantener esta
temperatura hasta que el calor haya penetrado hasta el corazón de la pieza y
enfriar bruscamente en el medio correspondiente según el tipo de acero.
La temperatura de temple para los aceros de diferente contenido de carbono y

elementos aleantes está determinada por la posición de las líneas A1 y A3.
Para los aceros al carbono la temperatura de temple puede determinarse por el

diagrama Hierro-Carburo de hierrro. Por lo general para el acero hipoeutectoide
debe ser 30-50 oC más alta que AC3 y para el hipereutectoide, 30-50o C más alto
que AC1.
El calentamiento de temple se realiza en hornos de acción periódica y continua,

generalmente en hornos eléctricos o que funcionan a base de combustible
gaseoso o líquido. Se emplean ampliamente los hornos de baño, en los cuales la
pieza se calienta en sales fundidas.
Es deseable que el medio de enfriamiento para el temple enfríe con rapidez en la

zona de temperaturas donde la austenita (fase γ) tiene poca estabilidad (600-
500o C) y con lentitud en la zona de temperaturas de la transformación
- 52 -
martensítica (300-200o C) para que no se originen esfuerzos muy elevados que

puedan deformar o agrietar el material.
Para templar las piezas hechas de acero al carbono, con alta velocidad crítica de
temple, se utiliza corrientemente el agua; aunque otro medio de enfriamiento
muy común es el aceite. Los mejores resultados se obtienen templando en baños
de sales, los cuáles tienen muchas ventajas sobre los medios de enfriamiento ya
citados.
Cuando la composición del acero se desconoce, será necesaria una

experimentación para determinar el rango de temperaturas de temple. El
procedimiento a seguir es templar un determinado número de muestras del acero
a diferentes temperaturas y medios de temple y observar los resultados mediante
pruebas de dureza o al microscopio. La temperatura y medio de temple
adecuados serán los que den como resultado el mayor aumento en la dureza y en
otras propiedades sin ocasionar fracturas o deformaciones.
MATERIAL Y EQUIPO
 Barra de acero NOM-1045 o NOM-1060
 Mufla (horno)
 Recipiente para contener los medios de temple.
 Microscopio metalográfico.
 Durómetro.
 Pinzas de sujeción.
 Guantes de asbesto.
 Reactivo de ataque para el acero (Nital al 2%).
 Agua y aceite mineral.
PROCEDIMIENTO
1. Corte 3 probetas de acero NOM-1045 o de cualquier acero con más de 0.35%
de C con una longitud aproximada de 2 cm.
2. Desbaste las 3 probetas con papeles lija de número 220, 320, 400,500, 600 y
1000.
- 53 -
3. Pula una de las probetas.

4. Ataque químicamente la probeta seleccionada con el reactivo adecuado.
5. Observe al microscopio la cara atacada de la probeta y dibujar la
microestructura observada a 400X.
6. Con ayuda del durómetro Rockwell mida la dureza de cualquiera de las
probetas
7. Caliente las tres probetas en la mufla a una temperatura comprendida entre
840 y 870ºC durante 20 minutos.
8. Cuando las probetas estén listas para el temple, tomar una de las probetas de
acero con las pinzas e introdúzcala en el recipiente con agua, agitando en
forma de "ocho" dentro del medio de temple durante unos pocos minutos hasta
que se enfrié, haga lo mismo con otra de las probetas pero utilizando aceite
como medio de temple, por último, la probeta restante se saca del horno y se
deja enfriar al aire.
9. Pulir y atacar con el mismo reactivo a las probetas.
10. Observar al microscopio todas las probetas y dibuje lo observado a 400X.
11. Practique la prueba de dureza a todas las probetas.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué es un tratamiento térmico?.
2. ¿Qué es el temple y cuál es su objetivo?
3. ¿Cuáles son los medios de enfriamiento que se emplean en el temple, y de qué
factores depende la elección de éstos?
4. Haga una tabla con los resultados obtenidos
5. Para la mayoría de los propósitos donde el acero al carbono debe ser
endurecido. ¿Cuál es el rango de contenido de carbono que es utilizado? ¿ Por
qué?.
- 54 -
6. En el templado ¿Qué determina la máxima dureza que puede obtenerse en una
pieza de acero?
7. ¿Por qué no debe calentarse el acero demasiado arriba de su temperatura
crítica superior antes de ser enfriado ?
8. ¿Qué es la velocidad crítica de enfriamiento?
9. ¿Para qué se adicionan elementos aleantes a los aceros?
10.¿A qué se deben los cambios dimensionales ocasionados al templar aceros?
- 55 -
Práctica 9
REVENIDO DE LOS ACEROS
OBJETIVOS
1. Conocer las etapas que se siguen para efectuar un tratamiento térmico de
revenido.
2. Comprobar los efectos y conocer las ventajas de practicar un revenido a los
aceros, después de que fueron tratados por medio de un temple.
INTRODUCCIÓN
Se sabe que el tratamiento térmico de temple confiere al acero una alta dureza y
resistencia mecánica, sin embargo, otras propiedades como la tenacidad y
ductilidad se ven seriamente afectadas, por lo que su aplicación dependerá
principalmente de poder conseguir un aumento en la tenacidad y en la ductilidad,
sin perder por ello la dureza adquirida.
Este compromiso entre las propiedades antes mencionadas puede lograrse con la
aplicación de un tratamiento térmico, posterior al temple, conocido como revenido
que consta esencialmente de las etapas siguientes:
1.- Calentamiento del acero por debajo de la temperatura de

transformación.
2.- Mantenimiento a ésta temperatura por un tiempo determinado.
3.- Enfriamiento del metal a la velocidad más adecuada.
Los efectos principales del tratamiento térmico de revenido son:

a) Estabilización y afine de la microestructura.
b) Eliminación de los esfuerzos internos en el acero, ocasionadas por el
temple.
- 56 -
Esto trae como consecuencia que el acero adquiera mayor tenacidad y ductilidad
viéndose poco afectadas la dureza y la resistencia mecánica.
Aumentando la temperatura de revenido disminuyen la dureza, la resistencia

máxima y el límite elástico hasta llegar a las propiedades que tendría el acero en
estado normalizado; la ductilidad y la resistencia al impacto aumentan
paulatinamente.
El rango de temperaturas para efectuar este tratamiento, deberá seleccionarse de

tal manera que las propiedades finales del acero sean las óptimas para una
aplicación específica. El rango recomendable para efectuar el revenido de acero al
carbono es de 200 a 400 ºC, y además se debe considerar que la velocidad de
enfriamiento varía las condiciones finales del acero.
MATERIAL Y EQUIPO
 Probetas de acero NOM-1018 y NOM-1045 templadas en agua y aceite de la
práctica anterior
 Mufla.
 Microscopio metalográfico.
 Durómetro.
 Pinzas de sujeción.
 Guantes de asbesto.
 Material para pulir las probetas.
 Reactivo de ataque para el acero (Nital al 2%).
PROCEDIMIENTO
1. Se utilizan las probetas templadas en agua y aceite empleadas en la práctica
anterior.
2. Calentar las probetas de acero dentro de la mufla a una temperatura
comprendida entre 200 y 400ºC durante 30 minutos.
- 57 -
3. Después del tiempo señalado en el punto anterior, se apaga la mufla y se
retiran una a una las probetas, dejándose enfriar al medio ambiente
4. Pulir y atacar las probetas de acero ya enfriadas.
5. Observar al microscopio a 400x y dibujar el campo observado.
6. Medir la dureza de las probetas.
CUESTIONARIO
1. Hacer una tabla que muestre los resultados obtenidos en la práctica.
2. Dibuje las microestructuras observadas y mencione sus constituyentes
principales.
3. Explique la diferencia entre éste tratamiento y el temple.
4. ¿ Cuál es el constituyente que se obtiene después del revenido ?.
5. ¿Cuáles son los efectos de la temperatura y tiempo de revenido sobre la dureza
y estructura del acero?
- 58 -
BIBLIOGRAFÍA
1.- Técnicas de Laboratorio para Pruebas de Materiales

Keyser, Carl A.
LIMUSA. México. 1986.
2.- Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros

Shackelford, James F.
Pearson. México. 2010.
3.- Ciencia de Materiales para Ingeniería

Keyser, Carl A.
LIMUSA. México. 1992.
4.- Laboratorio de Ensayos Industriales. Metales

González Arias, Antonio.
Ed. Nueva Librería. 2008.
5.- Introducción a la Metalurgia Física

Avner, Sidney H.
Mc. Graw Hill. México. 1990.
6.- Fundamentos de Ingeniería y Ciencia de Materiales

Askeland, Donald R.
Cengage Learning. México. 2010.
7.- Mecánica de Materiales

Hibbeler, Russell C.
Pearson. México. 2011.
- 59 -
8.- Mecánica de Materiales

Fitzgerald, Robert W.
Alfaomega. México. 2009.
9.- Metals Handbook

American Society for Metals. U.S.A. 10th. Edition.
10.- Manual de Prácticas de Ciencia e Ingeniería de Materiales

Sánchez V., María Elena.
Just in Time Press. México. 2004.
- 60 -

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Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

ING. ENRIQUE CORTÉS GONZÁLEZ

Los laboratorios que se imparten dentro de la carrera de Ingeniero Mecánico

REGLAMENTO DEL LABORATORIO

Básicamente, el microscopio está constituido por un dispositivo de iluminación,

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MONTAJE.- Si la probeta que va a examinarse es lo suficientemente grande para

Figura 2.- Desbaste a 90º en diferentes pasos.

PULIDO.- Este procedimiento se basa en el uso de una rueda cubierta con un

Figura 3.- Pulidora doble

ATAQUE QUÍMICO.- Un reactivo común para atacar el acero es el nital, que

Para otros metales y aleaciones se usan diferentes reactivos. Se recomienda la

INSTRUCCIONES PARA PREPARAR UNA MUESTRA METALOGRÁFICA

8. ¿Cuál es la composición del reactivo de ataque para el latón?

La dureza es función de otras propiedades mecánicas del material sobre todo de su

Las pruebas de dureza comunes se basan en la aplicación lenta de una carga

Una de las pruebas más usadas en la industria es la prueba de dureza Rockwell,

Se emplean dos tipos de penetradores en la prueba de dureza Rockwell: el

Figura 1.- Penetrador cónico de diamante (Brale)

Figura 2.- Penetrador de bola de 1/16 de plg

Tipos de pruebas Rockwell

Cada uno puede requerir el empleo de un durómetro distinto.

Precauciones previas a la prueba

d) Si la pieza es redonda, rectificar una superficie plana para la prueba (si no

Tabla 1.- Factores de corrección para piezas cilíndricas

Figura 3.- Durómetro Rockwell

INSTRUCCIONES PARA EL USO DEL DURÓMETRO

Figura 4.- Carátula del durómetro Rockwell

2. ¿Qué materiales se miden con las escalas D, E, F, G, H y K?

Figura 1.- Probeta normalizada para la prueba de tensión

Las cargas se aplican ya sea mecánica o hidráulicamente en los dos tipos de

Existen muchas marcas distintas de máquinas para pruebas de tensión. En el

2.- Determine la resistencia o esfuerzo máximo a la tensión de los metales

3.- ¿Por qué retrocede la aguja roja en el dinamómetro de la máquina en la

4.- ¿Qué carga se alcanza cuando se forma el cuello o estrangulamiento de la

5.- Dibuje las dimensiones de la probeta utilizada en la prueba.

7.- Resuelva el siguiente problema: En una prueba de tensión se obtuvieron los

do= 1.277 cm df= 0.8585 cm Carga Máxima

P Dist. entre puntos  

a) Calcule los esfuerzos y las deformaciones en la tabla anterior.

b) Dibuje dos gráficas en papel milimétrico de esfuerzo-deformación en

Otra para encontrar la tenacidad del material.

c) Calcule el porcentaje de elongación y el porcentaje de reducción de

d) Determine el esfuerzo máximo a la tensión y el esfuerzo de ruptura.

e) Determine la resistencia del material.

Figura 3.- Fracturas típicas.

Los aceros poseen propiedades idénticas cuando se someten a ensayos de tensión o

Aparato para pruebas de impacto con probetas entalladas