UNI – FIM
INSTITUTO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES
3. ENSAYO DE ENVEJECIMIENTO DE UNA ALEACION DE ALUMINIO
Objetivo
Que el alumno conozca el mecanismo de endurecimiento por precipitación o
envejecimiento que se presenta en aleaciones binarias o ternarias con solubilidad
en estado sólido decreciente con la temperatura.
3.1.
MAQUINAS, EQUIPOS, INSTRUMENTOS y HERRAMIENTAS NECESARIAS.
a) MÁQUINAS:
 Pulidora mecánica.
b) EQUIPOS:
 Horno eléctrico
 Depósito para agua de enfriamiento
 Microscopio metalográfico con cámara digital
 Equipo de ataque químico.
 Secadora de aire.
 Durómetro Rockwell.
c) INSTRUMENTOS:
 Pie de rey.
 Higrómetro.
 Termómetro.
 Cronómetro.
d) HERRAMIENTAS:
 Tenazas
 Pinzas
3.2.
MATERIAL DE ENSAYO Y MISCELANEO.
a) Material de ensayo:
 Probetas de aleación de Aluminio AA7075
 Probetas de aleación de Aluminio AA2024
b) Material misceláneo:
 Lijas.
 Paño metalográfico.
UNI – FIM
INSTITUTO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES




3.3.
Algodón.
Alúmina.
Alcohol.
Agua destilada.
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.
a) Identificar las probetas de duraluminio a utilizar, medir las dimensiones de la
probeta
b) Colocar las probetas en el horno a 520 ºC por una hora y proceder a realizar el
temple en agua a temperatura ambiente.
c) Retirar las probetas de la cuba de enfriamiento y separar las probetas para
envejecimiento natural. Distribuir a cada grupo las probetas templadas.
d) Para el envejecimiento natural, después del temple se mantienen las probetas
a temperatura ambiente durante dos semanas y se mide la dureza cada día.
e) Para el envejecimiento artificial, después de realizado el temple se procede a
colocar las probetas en el horno a 220 ºC, después de 30 minutos de
permanencia se procede a retirar la primera probeta y cada 30 minutos después
se retira la siguiente, hasta retirar todas.
f) Para los dos tipos de envejecimientos, natural y artificial, se deben preparar las
probetas para la medición de la dureza Rockwell.
g) Se realiza el desbaste y pulido de las superficies de las probetas de duraluminio
ya en proceso de envejecimiento. Terminado el lijado, controlar la superficie con
el microscopio óptico, después se pulen las superficies hasta obtener una
superficie especular y se realiza el control de la superficie con el microscopio
óptico.
h) Terminado el pulido, se lava la cara pulida con agua y alcohol.
i) Secar la probeta con el aire ligeramente caliente con la secadora.
j) Se procede a medir la dureza Rockwell de la probeta
3.4.
DATOS Y CALCULOS.
a) Calcular aproximadamente la resistencia mecánica máxima alcanzada por el
duraluminio de los dos tipos de envejecimiento, para ello utilizar la siguiente
relación: (realizar el cambio a la escala apropiada)
Resistencia a la tracción (psi) = 500 HB
(HB = Dureza Brinell)
UNI – FIM
3.5.
INSTITUTO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES
GRAFICOS.
a) Construir la curva de dureza Rockwell del envejecimiento natural del
duraluminio con los datos suministrados, Dureza Rockwell vs tiempo (días)
b) Construir la curva de dureza Rockwell del envejecimiento artificial del
duraluminio con los datos suministrados, Dureza Rockwell tiempo (minutos)
3.6.
INFORME
a) El informe será redactado en papel bond A4, con las características de un
informe técnico, márgenes normales por defecto, tamaño de letra 11 o 12,
espaciado entre líneas y párrafos 1.15.
b) La estructura del informe será de acuerdo a las indicaciones dadas por el
profesor.
c) Los gráficos deben ser titulados y tener toda información necesaria para un
rápida y correcta interpretación, unidades en cada eje, etc.
d) Las conclusiones del informe siempre deben estar presentes y serán
relacionadas con el análisis crítico de los resultados obtenidos y los principios
teóricos relacionados con el ensayo.
3.7.
Cuestionario
1.- ¿A qué se denomina solubilidad total es estado sólido? Ejemplo
2.- ¿Qué es una solución sólida sobresaturada?
3.- ¿Qué condiciones se deben cumplir para qué dos elementos metálicos tengan solubilidad
total en estado sólido?
4.- En la figura 1 se observa las curvas de solubilidad de los principales elementos aleantes del
aluminio 2024 detallando como varia la solubilidad con la temperatura, indicar cuales son los
dos elementos que tienen la mayor solubilidad a la temperatura utilizada en este laboratorio
para solubilizar la aleación de aluminio.
5.- ¿Qué otros tipos de aleaciones, no ferrosas, pueden ser endurecidos por precipitación’?
6.- En la figura 2 se representa la capacidad de una aleación de aluminio envejecida
artificialmente para absorber energía antes de fracturarse bajo la condiciones de deformaciones
rápidas ¿En que tiempo deben aparecer los primeros precipitados de acuerdo a la gráfica?
7.- ¿Indique la diferencia entre la Zona GP1 y la Zona GP2
UNI – FIM
INSTITUTO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES
8.- ¿Qué composición tienen las aleaciones AA2024
9.- Grafique un precipitado incoherente con la matriz
Figura 1. Diagrama de solubilidad de los principales aleantes del aluminio 2024
Figura 2. Variación de la Tenacidad en función del tiempo a 220 ºC