Objetivos Conocer el mecanismo de endurecimiento de los materiales por precipitacin. Conocer la relacin entre la temperatura y el tiempo que se har el tratamiento trmico y la dureza de los materiales.HiptesisSi un material es sometido a un proceso de envejecimiento por precipitacin este aumentara su dureza y este disminuir a una temperatura de envejecimiento mayor despus de la temperatura ambiente.DesarrolloPara la prctica se necesitara hacer aleaciones de Al-Cu, con cobre al 5%, por lo que se calculara apartir de las densidaes y la concentracin parcial del aleante, pero este ser con una solubilidad parcial, por lo que esta ser entre 4 y 5% de Cu.Se continuara a hacer un tratamiento trmico, el cual se calentara la aleacionn hasta una temperatura elevada, pero inferior a la que producira un crecimiento excesivo de grano o la fusin de alguno de los constituyentes, las cuales sern 140 y 220C. Se mantendr esa temperatura por tiempos determinados, que ser de 30, 60, 90, 120 y 180 min. Despus se templara en agua hasta obtener una solucin solida sobresaturada a la temperatura ambiente.Se le har muestras de dureza a todas las piezas y se le aplicara la metalografa adecuada, para poder ser comparadas con la pieza problemas y encontrar las caractersticas microestucturales del proceso de envejecimiento por precipitacion. Se utilizara dureza Rockwell H, usando un identador de acero de un octavo de pulgada. Se determinara tres mediciones por pieza (incluyendo la pieza de muestra), para poder obtener el promedio. La microestructura de las piezas sern vistas en un microscopio metalogrfico. Se tomaron fotografas de cada pieza para poder analizarlas posteriormente.Calculos: Cobre 5% Al =2.69 g/mL. Cu =2.69 g/mL. Vmolde=(3.1416) (r2molde) (hmolde) =12.10 cm aleacin= (Al)(XAl) + (Cu)( XCu) aleacin= (0.95)(2.69) + (8.96)(.05) aleacin= 3.0035 g/cmmasa aleacin= (aleacin)( Vmolde) = 3.0035*12.10=36.3 gmaleacin= mAl + mCumAl = maleacin * XAl = 34.455 gmCu = maleacin * XCu = 1.815 gMetalografa:Para poder realizar el anlisis de la microestructura , fue necesario realizar la metalografa empleando diferentes ligas (240, 320, 400, 600, 1000, 1500 y 2000), adems de realizar el pulido fino, y el ataque fue con keller.Resultados:Datos obtenidos de la aleacin Al Cu, 5%Cu, templadas en agua fria aleacionMasa aleacionMasa AlMasa CuAtaque en metalografiaAumento

3.003536.334.4551.875Keller200x

PiezaTiempoTemperaturaDurezas rockwell H pentrador 1/8Prom Dureza

Aluminio Comercial--65.469.465.366.7

Aluminio Puro--109.8110.9111.5110.733333

Pieza 1 (Muestra)--89.383.984.585.9

Pieza 23014083.787.284.285.0333333

Pieza 330220110.2108.1110109.433333

Pieza 4601409793.197.695.9

Pieza 56022076.875.876.676.4

Pieza 6901405563.453.957.4333333

Pieza 79022028.82826.427.7333333

Pieza 812014042.743.742.242.8666667

Pieza 912022072.174.574.673.7333333

Pieza 101801406363.764.763.8

Pieza 1118022028.228.831.529.5

PiezaTiempoTemperaturaMetalografia

Aluminio Comercial---

Alumnio Puro---

Pieza 1 (Muestra)--

Pieza 230140

Pieza 330220

Pieza 460140

Pieza 560220

Pieza 690140

Pieza 790220

Pieza 8120140

Pieza 9120220

Pieza 10180140

Pieza 11180220

Anlisis de Resultados

Despus de haber hecho las grficas correspondientes es decir (dureza vs Tiempo), podemos percatarnos que tanto un aluminio puro como un comercial, muestran una dureza muy parecida esto se debe a que ninguna de ellas fue sometida a temperaturas mayores a la ambiente. Para la grfica T (140 C)En el caso de las piezas calentadas a 140C podemos observar que el envejecimiento ptimo se da en la pieza sacada de la mufla a los 30 minutos, la de 60 minutos al haber estado ms tiempo en la mufla observamos que la dureza disminuye un poco, en la pieza sacada a los 90 minutos se observas que su dureza disminuye considerablemente con respecto a las anteriores, siguiendo con la prctica notamos que la pieza sacada a los 120 minutos su dureza aumenta casi igualando la dureza con la pieza sacada a los 90 aqu podemos entender mediante comparaciones con diagramas de fases del Aluminio que hemos llegamos a un sobre envejecimiento de la pieza. Podemos llegar a que la conclusin es correcta ya que la ltima pieza sacada de 180 minutos tiene una dureza por debajo de la de 120. En esta etapa se obtiene la dureza mxima de esta aleacin, la solucin sobresaturada sufre cambios que conducen a la formacin de una segunda fase y por poco alcanzando una dureza parecida a la de un aluminio comercial.

Para la grfica T (220 C)

Podemos observar una tendencia parecida a la de 140C, en la pieza sacada a los 30 minutos tenemos el llamado hipo envejecimiento en donde tenemos un aumento pequeo de la dureza as como de un precipitado pequeo poco desarrollado, en cambio en la pieza sacada a los 90 minutos obtenemos el envejecimiento ptimo ya que la dureza ha alcanzado su mximo nivel y podemos ver un precipitado mejor desarrollado, esto se confirma al sacar la pieza a los 90 minutos observamos que su dureza ha disminuido considerablemente, al sacar la pieza a los 120 minutos se nota que la dureza sigue disminuyendo hasta llegar a un sobre envejecimiento, ste lo encontramos en la pieza siguiente es decir en la sacada a los 180 minutos ya que la dureza aumenta con respecta a las 2 anteriores alcanzando un nivel de dureza muy parecido al de un aluminio comercial.

Comparando los dos diagramas (grficos) construidos podemos notar que a mayor temperatura es ms rpido llegar a un envejecimiento ptimo o esperado, as mismo en consecuencia el sobre envejecimiento es ms rpido a mayor temperatura. As como a medida que se incrementa el tiempo de envejecimiento, se van formando las zonas de precipitacin y su tamao se incrementa; adems, la aleacin se hace ms fuerte, dura y menos dctil, lo podemos observar en nuestro diagrama comparndolo con un eutctico.Basndonos en las microestructuras podemos observar que en los dos casos los granos se empiezan a hacer ms pequeos y se observan pequeos precipitados conforme avanza el tiempo.Conclusin A medida que se incrementa el tiempo de envejecimiento, se van formando las zonas de precipitacin y su tamao se incrementa; adems, la aleacin se hace ms fuerte, dura y menos dctil. La dureza alcanzan un valor mximo durante la precipitacin a una temperatura dada y, despus, disminuyen gradualmente como consecuencia del sobre envejecimiento.Bibliografia Donald R. Askeland y Pradeep P. Phul. Ciencia e ingeniera de los materiales. 2004. Cuarta edicin. Ed. Thomson. Pag. 408-411, 415. Robert E. Reed-Hill. Principios de metalurgia fsica. 1979. Primera edicin. Ed. Continental. Pag. 463-470,479,480 Sydney H. Avner. Introduccin a la metalurgia fsica. 1979. Segunda edicin. Ed. Mc Graw Hill. Pag, 162-169 Asm Handbook Volume3. Alloy Phase Diagrams. The Materials information society. 1992. Pag. 42,44,49,51,52,56,99,103,106,173,175,177,178,182.