BRAYAN CAMILO GARCIA MARTINEZ BRANDON STEVEN TEQUIA ROJAS

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ESTUDIO DE MICROESTRUCTURA Y CORRELACIÓN CON LOS VALORES DE MICRODUREZA EN UNIONES SOLDADAS DE UN ACERO ESTRUCTURAL:

CASO DE ESTUDIO MARCO DE BICICLETA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE TECNOLOGÍA, MATERIALES Y PROCESOS DE

MANUFACTURA BOGOTÁ

2020

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ii ESTUDIO DE MICROESTRUCTURA Y CORRELACIÓN CON LOS VALORES DE MICRODUREZA EN UNIONES SOLDADAS DE UN ACERO ESTRUCTURAL:

CASO DE ESTUDIO MARCO DE BICICLETA

BRAYAN CAMILO GARCIA MARTINEZ BRANDON STEVEN TEQUIA ROJAS

Ingeniería mecánica

Monografía para obtener el título de Ingenieros mecánicos

ING. LUIS HERNANDO CORREA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE TECNOLOGÍA, MATERIALES Y PROCESOS DE

MANUFACTURA BOGOTÁ

2019

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iii

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ... 1

INTRODUCCION ... 2

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 3

2. ANTECEDENTES ... 4

3. JUSTIFICACION ... 7

4. OBJETIVOS ... 8

4.1 Objetivo general ... 8

4.2 Objetivos específicos ... 8

5. MARCO TEÓRICO ... 9

5.1 Soldadura ... 9

5.2 Soldadura con electrodo revestido ... 10

5.3 Procesos de solidificación de los metales ... 12

5.3.1 Tipos de solidificación ... 12

5.3.2 Nucleación Homogénea... 12

5.3.3 Nucleación Heterogénea ... 13

5.4 Electrodo revestido E6013 ... 13

5.5 Análisis metalográfico ... 14

5.6 Ensayo de microdureza ... 14

5.7 Microscopio electrónico por barrido ... 15

5.8 Microscopio óptico ... 16

5.9 Bicicleta ... 16

6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ... 18

6.1 Obtención de muestras ... 18

6.2 Corte de muestras ... 19

6.2.1 Muestra 1 ... 19

6.2.2 Muestra 2 ... 19

6.2.3 Muestra 3 ... 20

6.2.4 Muestra 4 ... 20

6.2.5 Muestra 5 ... 21

6.3 Encapsulado de muestras ... 22

6.4 Pulido y brillo de las muestras ... 23

6.5 Ataque de las probetas... 24

(4)

iv

6.6 Microscopia. ... 25

6.6.1 Microscopio Óptico ... 25

6.6.2 Microscopio electrónico de barrido ... 25

6.6.3 Ensayo de microdureza ... 27

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 28

7.1 Microcopia. ... 29

7.1.1 Zona de material base ... 30

7.1.2 zona afectada por calor ... 32

7.1.3 Zona de material de aporte ... 36

7.2 Prueba de microdureza ... 38

7.6 Estudio estadístico ... 38

7.6.1 Distribución normal Gaussiana ... 38

7.6.2 Material base ... 38

7.6.3 Construcción de la curva de distribución normal Gaussiana ... 39

7.6.4 Porcentaje de probabilidad ... 41

7.6.5 Zona afectada por calor ... 44

7.6.6 Material base ... 45

7.6.7 Construcción de curva de microdureza con los valores estadísticos ... 46

7.6.8 Correlación entre los valores estadísticos de microdureza y los cambios de microestructura ... 47

7.6.9 Cálculo de tamaño de grano ... 48

8. CONCLUSIONES ... 52

10. REFERENCIAS... 54

(5)

v

v INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1, Nucleación Homogénea... 13

Ilustración 2, Nucleación Heterogénea. ... 13

Ilustración 3, Análisis microestructura (Biot, 2017) ... 14

Ilustración 4, Huella de micrómetro. (SlideShare, 2013) ... 15

Ilustración 5, Funcionamiento del microscopio electrónico de barrido. ... 16

Ilustración 6, microscopio óptico. ... 16

Ilustración 7, Partes de la bicicleta. ... 17

Ilustración 8, Marco bicicleta. ... 18

Ilustración 9, Cortes del marco. ... 18

Ilustración 10, Corte 1. ... 19

Ilustración 15, Muestras cortadas. ... 21

Ilustración 16, encapsuladora. ... 22

Ilustración 17, Muestras encapsuladas. ... 22

Ilustración 18, Brilladora. ... 23

Ilustración 19, Muestras Brilladas. ... 23

Ilustración 20, Ataque Quimico. ... 24

Ilustración 21, Muestras atacadas. ... 24

Ilustración 22, Microscopio óptico... 25

Ilustración 23, Alistamiento de las muestras para el microscopio electrónico. ... 26

Ilustración 24, a) Microscopio Electrónico de barrido; b) Recamara del Microscopio ... 26

Ilustración 25, Micro Durómetro. ... 27

Ilustración 26, Ensayo de microdureza. ... 27

Ilustración 30, muestra 2x50- microscopio óptico. ... 33

Ilustración 32, muestra 4x50- microscopio óptico. ... 34

Ilustración 35, Material de aporte de la muestra 4- microscopio electrónico. ... 36

Ilustración 35a, Material de aporte de la muestra 2- microscopio electrónico. ... 37

Ilustración 46, Material base muestra 2. ... 48

(6)

vi

vi INDICE DE GRAFICAS

Grafica 1, Diagrama de fases Hierro-Carbón. ... 28

Grafica 2, Diagrama TTT ... 29

Grafica 3, Curva muestra 1. ... 38

Grafica 4, Curva de microdureza de la muestra 2. ... 38

Grafica 5, Curva de microdureza de la muestra 3... 37

Grafica 8, curva de distribución normal Gaussiana- Material base. ... 40

Grafica 9, Respetabilidad de datos de microdureza- Material base. ... 40

Grafica 10, Curva de Gauus para el material base. ... 43

Grafica 11, Curva de Gauss para la zona afectada por calor. ... 44

Grafica 12, Curva de Gauss para el material base. ... 46

Grafica 13, Curva con datos estadísticos. ... 47

(7)

vii

vii INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Datos de Material Base. ... 38

Tabla 2 , Intervalos de Dist Normal. ... 39

Tabla 3 Dominio des. Estándar- mb ... 41

Tabla 4, Tabla Z distribución normal. ... 42

Tabla 5, Dominio des. Estándar- ZAC... 44

Tabla 6, Dominio des. Estándar- MA... 45

Tabla 7, Datos estadísticos. ... 46

Tabla 8, Tamaño de granos. ... 50

Tabla 10, Tamaño de grano- Microdureza... 50

(8)

1 RESUMEN

A lo largo de este proyecto se estudiarán cinco muestras soldadas que fueron tomadas de un marco de bicicleta que se encontraba en servicio, Se realizaron estudios mediante microscopio óptico y electrónico de barrido para identificar las diferentes zonas formadas y correlacionarlo mediante un estudio de microdureza sobre las muestras, esto con el fin de analizar los efectos de unir una pieza mediante este método.

Mediante un estudio estadístico se confirmará la veracidad de los resultados obtenidos después de realizar las pruebas de microdureza, además se verá como estos datos varían si la soldadura no es aplicada de la manera adecuada y la afectación que tiene en el material base por esto mismo.

(9)

2 INTRODUCCION

El acero estructural es un material usado ampliamente para diversos procesos, ya que su precio es bajo y tiene buenas propiedades, también se resalta que el proceso de soldadura se realiza con facilidad y no es necesario un material de aporte especial, de esta forma podemos encontrar este acero con mayor facilidad a nuestro alrededor.

Dentro de este proyecto se realizaran varios estudios a cinco uniones soldadas que hacen parte de un marco de bicicleta, estas muestras fueron escogidas cuidadosamente con el fin de estudiar una soldadura que haya estado en servicio, los estudios que se realizaron se hicieron mediante un microscopio óptico y uno de electrones de barrido, para poder identificar los granos y el cambio de este al momento de aplicar la soldadura, después de identificadas las zonas se realizó un ensayo de microdureza para finalmente estudiar y relacionar todos los resultados obtenidos

Con los resultados obtenidos se Realizar un estudio estadístico de manera que se correlacione los valores arrojados por el estudio de microdureza y las diferentes zonas que se identificaron mediante las imágenes obtenidas en el microscopio.

(10)

3 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El diagnóstico del problema se generó al momento de investigar el proceso de solidificación y crecimiento de grano cuando se aplica soldadura para la unión de varias partes metálicas, debido a que las características de estas propiedades micro se modifican y desarrollan diferentes morfologías del material en cada zona formada durante el proceso.

La delimitación del problema se centró en la evaluación de microdureza y su relación con las diferentes zonas creadas en la unión soldada, debido a que en cada zona se crean diferentes nucleaciones y crecimientos de grano.

Con esta idea se realizaron varias investigaciones enfocadas en este tema, se encontraron varios artículos que desarrollan un análisis similar, pero nos llama la atención que es muy bajo el número de estudios centrados en un objeto cotidiano como lo es una bicicleta, teniendo en cuenta que la fabricación de esta es mayormente en acero estructural y con gran presencia de uniones soldadas.

Haciendo una revisión de artículos, nos encontramos con esta investigación,

“Material Properties and Design Aspects of Folding Bicycle Frame” , “Propiedades del material y aspectos de diseño del cuadro de bicicleta plegable” ( Maleque, Hossain, & Dyuti), en donde su objetivo principal es encontrar un grupo de materiales que permitan la fabricación de una bicicleta plegable que garantice buenas propiedades mecánicas, Pero en este caso no se realizaron pruebas metalográficas ni la manera de como unir estar partes.

por otra parte, se encontró el artículo titulado “strength-hardness statistical correlation in API X65 steel”, “Correlación estadística de resistencia-dureza en acero API X65” (Hashemi, 2010), donde su principal objetivo es obtener la mejor combinación posible de resistencia y tenacidad para aceros de tubería que experimentan las presiones internas. Se realiza el análisis estadístico para identificar las zonas más duras y correlacionarlo con la resistencia de la tubería.

Por esta razón se resuelve trabajar con el marco de una bicicleta construido a partir de acero estructural, permitiéndonos abrir las puertas para definir y presentar un análisis estadístico, por medio de resultados de imágenes microscópicas, análisis de dureza y un proceso de estudio lógico y coherente.

(11)

4 2. ANTECEDENTES

El tema central de este estudio será el análisis metalográfico enfocado en el marco de una bicicleta, al momento de realizar una investigación para desarrollar y guiarnos sobre el tema fueron pocos los artículos relacionados directamente con enfoque a un marco de bicicleta, por lo tanto, fue necesario investigar por dos temas, uno sería los proyectos relacionados con el diseño y fabricación de marcos de bicicletas y por otro lado los estudios relacionados con microestructuras en metales.

También cabe resaltar que el estudio más cercano a lo que se desarrolla en este proyecto fue el proyecto realizado durante el proceso de obtención del título de tecnólogos mecánicos.

Un resumen de los artículos consultados, tenemos lo siguiente:

● Los ingenieros S. Cicero, R. Lacalle, R. Cicero, D. Fernández, D. Méndez.

De la Universidad de Cantabria. España. Realizaron un trabajo titulado

“Analysis of the cracking causes in an aluminium alloy bike frame”, “Análisis de las causas de agrietamiento en un marco de bicicleta de aleación de aluminio”. Se realiza un estudio a un marco de bicicleta, después de tres años y 35.000 kilómetros de servicio de la bicicleta se le detectaron dos grietas. Las grietas se encontraban el conjunto de la caja de pedalier con las vainas, el tubo del sillín y el tubo hacia abajo, se detectaron antes de la falla, la bicicleta fue utilizada en la costa norte de España, y por lo tanto, en un clima húmedo (humedad relativa media en torno al 80% durante el año, la precipitación de 1.200 a 1.300 mm / año, y 150-180 días de precipitación por año) con una solución salina ambiente. Se puede observar cómo las vainas, el tubo del sillín y el tubo inferior están soldadas a la caja de pedalier, generando una geometría compleja con numerosos cordones de soldadura.

El análisis ha consistido en el análisis químico de los tubos que componen el cuadro de la bicicleta, la inspección visual de estos tubos, análisis microestructura del metal base y las soldaduras, las mediciones de microdureza y la caracterización mecánica del material a través de pruebas Small Punch y análisis SEM (junto con el análisis EDX) de la superficie de fractura de las grietas. En el análisis químico, los materiales más utilizados en la fabricación son el acero, aleaciones de aluminio, titanio y carbono. En el caso que se estaba analizando, se sabía que el material era una aleación de aluminio, pero la aleación especifica no se conocía. (Cicero, Lacalle, Cicero, Fernandez, & Mendez, 2010).¹

1 (Cicero, Lacalle, Cicero, Fernandez, & Mendez, 2010)

(12)

5

● Los ingenieros Maleque, Hossain y Dyuti de la Universidad Islámica InternacionalMalasia, realizaron un artículo titulado “Material Properties and Design Aspects of Folding Bicycle Frame” , “Propiedades del material y aspectos de diseño del cuadro de bicicleta plegable” ( Maleque, Hossain, &

Dyuti), en donde su objetivo principal es encontrar un grupo de materiales que permitan la fabricación de una bicicleta plegable que garantice buenas propiedades mecánicas, su estudio se divide en seis fases de las cuales tienen que tener en cuenta la propiedades mecánicas que más se ven afectadas al momento de realizar un marco para bicicleta, debido a que La bisagra en el marco tiene un problema de fatiga y si se llega a la solución de esta entonces el ciclo de vida se extenderá. se procede a buscar un grupo pequeño de materiales apropiados para la fabricación, las aleaciones de titanium como la 6AL-4V dan muy buenas propiedades y son la mejor opción para la construcción del marco plegable, la fibra de carbono también es un material optimo y el aluminio 6061 será un material con buenas propiedades y costo bajo en comparación a la otras opciones, finalmente llegaron a la conclusión de que La relación entre las propiedades de los materiales y el diseño no es sencilla porque el comportamiento del material en el producto terminado podría ser diferente del de la materia prima. Adicionalmente, Las propiedades como la fatiga y la resistencia a la tracción son las propiedades importantes para el mejor rendimiento del marco.²

● El ingeniero hashemi de la universidad Brijand, iran, realizo un artículo titulado “strength-hardness statistical correlation in API X65 steel” (Hashemi, 2010), “Correlación estadística de resistencia-dureza en acero API X65”, en donde su principal objetivo es obtener la mejor combinación posible de resistencia y tenacidad para aceros de tubería que experimentan las presiones internas. Esto lo lleva a cabo mediante ensayos de tracción, microdureza y analizis microestructural de 100 probetas y correlacionar los resultados de resistencia y dureza, las probetas fueron preparadas para cada tipo de ensayo y prueba, finalmente realiza el análisis estadístico para identificar las zonas más duras y correlacionarlo con la resistencia de la tubería, finalmente los datos obtenidos se encontraban dentro del estándar de la industria API por lo que se llegó a la conclusión de que los datos experimentales obtenidos de esa investigación fueron suficientes para cumplir con las propiedades finales para lograr una tubería segura de acuerdo con las especificaciones API 5L.³

● Los ingenieros C. RONTESCU, T. D. CICIC, C. G. AMZA, O. CHIVU, D.

DOBROTĂ. Realizaron un trabajo titulado “choosing the optimum material

2(Maleque, Hossain, & Dyuti, 2019)

3 (Hashemi, 2010)

(13)

6 for making a bicycle frame”, “elegir el material óptimo para hacer un cuadro de bicicleta” (RONTESCU, CICIC, AMZA, CHIVU, & DOBROTO, 2014). Este documento presenta los resultados obtenidos mediante las simulaciones del Método de elementos finitos (FEM) en un cuadro de bicicleta hecho de 3 materiales diferentes, Al6061, Fibra de carbono y Ti6AI4V, para cada material se realizó un experimento para notar resultados favorables y desfavorables, los materiales utilizados para los cuadros de bicicleta tienen una amplia gama de propiedades mecánicas. Para realizar el proceso de modelado FEM se requiere tres tipos de datos de entrada: la geometría, las propiedades del material y el cargando, para tener dimensiones totales del marco. Las partes del marco AL6061, Ti6AI4V se unirán utilizando el método WIG (Gas inerte). Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se llegó a la conclusión que el material óptimo para hacer el cuadro de la bicicleta es Ti4AI4V, pero el principal impedimento para el uso a gran escala del material es el alto costo.⁴

4(RONTESCU, CICIC, AMZA, & CHIVU, 2014)

(14)

7 3. JUSTIFICACION

Se escogió el análisis microestructura y su correlación con la microdureza, para realizar un estudio más a profundidad y de esta manera observar su comportamiento a nivel micro, debido a que son pocos los estudios que se encuentran enfocados sobre una bicicleta, como se evidencia en los artículos

“Material Properties and Design Aspects of Folding Bicycle Frame” , “Propiedades del material y aspectos de diseño del cuadro de bicicleta plegable” ( Maleque, Hossain, & Dyuti), en donde se logra encontrar los materiales ideales para la fabricación de la bicicleta. La aleación de titanium como la 6AL-4V proporcionan muy buenas propiedades y son la mejor opción para la fabricación del marco plegable, la fibra de carbono también es un material optimo; el aluminio 6061 es un material con buenas propiedades y coste bajo en comparación a las anteriores opciones.

De la misma manera el artículo “choosing the optimum material for making a bicycle frame”,” elegir el material óptimo para hacer Un cuadro de bicicleta” (RONTESCU, CICIC, AMZA, CHIVU, & DOBROTO, 2014), donde realizar el diseño por medio de elementos finitos teniendo en cuenta tres materiales, Al6061, Fibra de carbono y Ti6AI4V. la unión de estos elementos se realizará mediante el método WIG (Gas inerte).

En ninguno de estos casos se tiene en cuenta la microestructura del material o el estudio de las uniones soldadas, por lo tanto, se estudiará el comportamiento del material al ser expuesto a una alta temperatura que es producida durante la aplicación de la soldadura, correlacionando esto con los valores de microdureza que se obtendrán en cada zona formada durante el proceso. De esta manera se tomarán diferentes muestras y estas generarán un número considerable de resultados, lo que genera la necesidad de realizar un estudio estadístico con el fin de unir y obtener unos resultados claros, precisos y confiables.

(15)

8 4. OBJETIVOS

4.1 Objetivo general

Identificar la microestructura y su correlación con los valores de microdureza en una unión soldada de un acero estructural utilizado para la fabricación de un marco de bicicleta, para así complementar en un futuro diseño o fabricación de este tipo de estructuras.

4.2 Objetivos específicos

● Obtener y Preparar muestras de un acero estructural tomadas de un marco de bicicleta que fue soldado por fusión de arco eléctrico mediante electrodo revestido.

● Identificar la formación de las diferentes microestructuras mediante microscopia óptica y microscopia de barrido electrónico.

● Realizar un ensayo de microdureza por las diferentes zonas formadas luego de aplicar la soldadura.

● Realizar un estudio estadístico por medio de los resultados obtenidos de la microdu0reza y su correlación entre las diferentes zonas formadas.

(16)

9 5. MARCO TEÓRICO

5.1 Soldadura

Es un método de fijación de dos o más piezas que por lo general se hace en materiales metálicos o termoplásticos, esta unión se forma mediante la fusión de ambas piezas, a su vez se puede realizar un aporte de material entre ambas partes que al fundir se forma un charco de material fundido, al enfriarse este charco se convertirá en el cordón de soldadura que fijará ambas piezas, en ocasiones se puede utilizar presión o calor para producir algún tipo de soldadura blanda o soldadura fuerte.⁵

5

(s.f.).

Aguilar, M. I. (7 de Agosto de 2013). Universidad Autonoma del estado de Hidalgo. Obtenido de https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa3/n1/m9.html

BICI HOME. (25 de junio de 2013). Obtenido de LA HISTORIA DE LA BICICLETA:

https://bicihome.com/la-historia-de-las-bicicleta/

BIOLOGIA, C. Y. (s.f.). El Microscopio. Obtenido de http://cienciaybiologia.com/el-microscopio- optico-o-compuesto/

Biot, J. p. (16 de mayo de 2017). Interempresas.net. Recuperado el 15 de agosto de 2019, de http://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/186215-Microdureza-algunos- topicos.html

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Hashemi, S. H. (2010). ScienceDirect. Obtenido de

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http://www.cryogas.com.co/Descargar/INDURA%206013%20%E2%80%93%20AWS%20E- 6013?path=%2Fcontent%2Fstorage%2Fco%2Fbiblioteca%2Fbe9c677c9a414e56b688f4013 da62d07.pdf

INGEMECANICA. (11 de Noviembre de 2019). Soldadura por Arco con Electrodo Revestido.

Obtenido de https://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn45.html

(17)

10 5.2 Soldadura con electrodo revestido

El fundamento de la soldadura por arco eléctrico es la diferencia de potencial que se establece entre el electrodo que pende de la pinza y la pieza a soldar o metal base que se conecta a masa.

Esta diferencia de potencial ioniza la atmósfera circundante, por lo que el aire pasa a ser conductor, cerrándose el circuito y estableciéndose un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza a soldar.

El calor del arco eléctrico va a fundir el extremo del electrodo y parcialmente el metal base, creando el baño de fusión, donde se irá depositando el electrodo fundido originando así el cordón de soldadura.

A continuación, se resume a grandes rasgos los principios de la soldadura por arco eléctrico: - Fuente de calor: arco eléctrico

; - Tipo de protección: revestimiento del electrodo;

- Aportación: con el propio electrodo;

- Aplicaciones: todos los metales férreos principalmente

- Tipo de proceso: manual, automático (soldadura por gravedad). ⁶

International, A. (2004). standar Test Methods for Determining Average Grain Size . INTERNATIONAL, 26.

Maleque, M. A., Hossain, M. S., & Dyuti, S. (10 de octubre de 2019). Obtenido de

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Aspects_of_Folding_Bicycle_Frame

MTB. (03 de 11 de 2018). Obtenido de https://noticiasmtb.com/partes-basicas-de-una-bicicleta/

RONTESCU, C., CICIC, T. D., AMZA, C. G., & CHIVU, O. D. (2014). ResearchGate. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/275521511_Choosing_the_optimum_material _for_making_a_bicycle_frame

SlideShare. (27 de marzo de 2013). Recuperado el 15 de agosto de 2019, de https://es.slideshare.net/tango67/dureza-vickers-y-microdureza

Valdes, G. D. (2016). SOLIDIFICACIÓN DINÁMICA DE METALES Y ALEACIONES. La Habana.

6(s.f.).

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Valdes, G. D. (2016). SOLIDIFICACIÓN DINÁMICA DE METALES Y ALEACIONES. La Habana.

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12 5.3 Procesos de solidificación de los metales

La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido. Es el proceso inverso a la fusión.

En general, los compuestos disminuyen de volumen al solidificarse, aunque no sucede en todos los casos; en el caso del agua aumenta.

5.3.1 Tipos de solidificación

En general, los productos metálicos se originan en una primera etapa en estado líquido, luego del cual se pasa al estado sólido mediante moldes o por colada continua. El proceso de solidificación es determinante para la calidad del producto final, porque si el material queda defectuoso en esta etapa, será muy difícil

efectuar las correcciones en el procesamiento posterior.

La solidificación de metales y aleaciones es un importante proceso industrial ya que la mayoría de los metales se funden para moldearlos hasta una forma acabada o semiacabada. En general, la solidificación de un metal o aleación puede dividirse en las siguientes etapas:

1. Formación de núcleos estables en el fundido (nucleación).

2. Crecimiento del núcleo hasta dar origen a cristales.

3. La formación de granos y estructura granular.

El aspecto que cada grano adquiere después de la solidificación del metal depende de varios factores, de entre los que son importantes los gradientes térmicos. Los granos denominados equiaxiales, son aquellos en que su crecimiento ha sido igual en todas las direcciones.

Los dos mecanismos principales por los que acontece la nucleación de partículas sólidas en un metal liquido son: nucleación homogénea y nucleación heterogénea.

5.3.2 Nucleación Homogénea

Se considera en primer lugar la nucleación homogénea porque es el caso más simple de nucleación. Esta se da en el líquido fundido cuando el metal proporciona por sí mismo los átomos para formar los núcleos.

(20)

13 Ilustración 1, Nucleación Homogénea.

5.3.3 Nucleación Heterogénea

En este caso la nucleación sucede en un líquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, impurezas insolubles, u otros materiales estructurales.

Ilustración 2, Nucleación Heterogénea.⁷

5.4 Electrodo revestido E6013

Este electrodo brinda características de arco como una transferencia de material más suave, mínimo salpique y chisporroteo, encendido y reencendido particularmente fácil. El balance de la formulación del revestimiento hace que la 25 escoria se desprenda prácticamente por sí sola, su recubrimiento rutílico le permite aplicarse de manera correcta en trabajos tanto en materiales delgados como en materiales gruesos.

Aplicaciones Típicas:

• Cerrajería

• Carpintería metálica

• Muebles metálicos

7 (Valdes, 2016)

(21)

14 • Estructuras livianas.⁸

5.5 Análisis metalográfico

La caracterización de los materiales. Este análisis es la ciencia que estudia las características microestructurales de metales o aleaciones, las cuales están relacionadas con las propiedades químicas y mecánicas.⁹

Ilustración 3, Análisis microestructura (Biot, 2017)

5.6 Ensayo de microdureza

Este ensayo consiste en generar una huella muy pequeña para medir la dureza de muestras de pequeño tamaño. Esto se hace aplicando cargas muy pequeñas. Los ensayos de microdureza con ensayos de precisión. Para este tipo de ensayos, la carga aplicada varía entre 1 y 1000 grf. El principal inconveniente es que necesitan una gran preparación superficial del material a probar, llegando al pulido metalográfico también denominado “acabado espejo”.¹⁰

8(INDURA, 2015)

9 (Biot, 2017) 10(SlideShare, 2013)

(22)

15 Ilustración 4, Huella de micrómetro. (SlideShare, 2013)

5.7 Microscopio electrónico por barrido

El microscopio electrónico de barrido utiliza un haz de electrones para formar una imagen ampliada de la superficie de un objeto, este tipo de microscopio cuenta con varios detectores como el detector de electrones secundarios los cuales sirven para obtener imágenes de alta resolución, entre otros. El funcionamiento básico de este microscopio consiste en la aceleración de electrones que se lleva a cabo en la columna del microscopio, para salir del cañón y posteriormente ser enfocados por lentes condensadoras y objetivas. Para poder acelerar estos electrones se usa diferencia de potencial que varía entre 1 – 30 kV, esto dependerá del tipo de probeta a analizar.¹¹

11(CIMAV)

(23)

16 Ilustración 5, Funcionamiento del microscopio electrónico de barrido.¹²

5.8 Microscopio óptico

Es un microscopio formado por un sistema de lentes oculares que amplía los objetos muy pequeños para posibilitar su observación. Este instrumento ha sido de gran utilidad, sobre todo en los campos de la ciencia en donde la estructura y la organización microscópica es importante, incorporándose con éxito a investigaciones dentro del área de la química, la física, la geología y, por supuesto, en el campo de la biología, por citar algunas disciplinas de la ciencia.¹³

Ilustración 6, microscopio óptico.

5.9 Bicicleta

Es un invento europeo que surgió a mediados del año 1800 y no se conoce el creador o inventor. A medida que pasaba el tiempo la bicicleta iba evolucionando por medio de diferentes inventores los cuales se encargaban de añadirles distintos mecanismos para hacer de la bicicleta un medio de transporte eficiente. El principio

12(BIOLOGIA) 13(Aguilar, 2013)

(24)

17 de este artefacto es el impulso humano por medio de mecanismos de transmisión por cadena.¹⁴

Ilustración 7, Partes de la bicicleta.¹⁵

14(BICI HOME, 2013) 15(MTB, 2018)

(25)

18 6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

6.1 Obtención de muestras

Se escoge un marco de bicicleta que tenía aproximadamente 5 años de uso, este marco está fabricado con tubos de acero estructural de diferente tamaño y espesor, todas las uniones se realizaron mediante soldadura por arco eléctrico.

Ilustración 8, Marco bicicleta.

De este marco se realizaron 4 cortes estratégicos para obtener los puntos más críticos debido al proceso de soldadura.

Ilustración 9, Cortes del marco.

(26)

19 6.2 Corte de muestras

De los cortes realizados se escogieron 5 puntos a estudiar estratégicamente.

6.2.1 Muestra 1

Este punto se escoge debido a que se encuentra la unión de tres secciones, esto implica que al momento de realizar la unión se aplicó más soldadura y por lo tanto esta zona tuvo una mayor aplicación de calor.

Ilustración 10, Corte 1.

6.2.2 Muestra 2

En este corte se podrá observar la unión de dos tubos, de igual manera que el corte uno, con la diferencia que en este punto se observa menos aplicación de material de aporte, por esta razón la aplicación de calor fue menor a la del anterior corte, esto puede llegar a hacer una diferencia.

Ilustración 11, Corte 2.

(27)

20 6.2.3 Muestra 3

En este punto se observa la unión de dos tubos de diferente espesor, el tubo de mayor espesor se encuentra como base central del marco de bicicleta, por lo tanto, esta zona deberá soportar mayor resistencia, así que se realizará este corte para estudiar el cambio de sección y determinar como la aplicación de soldadura puede afectar uno u otro material base.

6.2.4 Muestra 4

Se escoge este punto para estudiar una unión sencilla pero que presenta una deformación en el material base, ya que el perfil tubular fue ovalado a propósito para poder realizar la unión con la otra sección.

(28)

21 6.2.5 Muestra 5

Este corte se realizará al otro extremo de la misma sección de la fue tomada la muestra 4, se verá un cambio de forma del material base junto con una aplicación sencilla de soldadura, es decir solo se encuentra un cordón de soldadura alrededor de esta zona.

Ilustración 15, Muestras cortadas.

(29)

22 6.3 Encapsulado de muestras

Luego de tener las muestras cortadas se procede a encapsularlas en baquelita para así poder manipularlas con mayor facilidad y obtener mejores resultados al momento de pulirlas.

Ilustración 16, encapsuladora.

Se encapsularon 4 probetas, dejando la muestra 4 y 5 en una misma probeta, debido a que tienen un tamaño pequeño y fue posible dejarlas juntas.

Ilustración 17, Muestras encapsuladas.

(30)

23 6.4 Pulido y brillo de las muestras

Se empieza a pulir las muestras con lija 80 hasta emparejar la superficie para luego ir aumentando el número de grano de la lija hasta llegar a la 2000. Una vez la superficie se encuentra libre de rayones se procede a darle brillo con la ayuda de una brilladora que tiene un paño de brillo el cual se trabaja con agua y alúmina para así conseguir el brillo espejo.

Ilustración 18, Brilladora.

Ilustración 19, Muestras Brilladas.

(31)

24 6.5 Ataque de las probetas

Una vez las probetas se encuentran con brillo espejo se procede a realizar el ataque químico con el fin de revelar su microestructura.

Ilustración 20, Ataque Quimico.

Este ataque químico mediante Nital (Alcohol Etílico + Ácido Nítrico en un 3%).

Ilustración 21, Muestras atacadas.

(32)

25 6.6 Microscopia.

6.6.1 Microscopio Óptico

La primera microscopia que se realiza es en el microscopio óptico Axio Observer D1m, el cual se encuentra en la Universidad Distrital, facultad tecnológica. En este microscopio se observará con facilidad las diferentes zonas que se forma, ya que se aprecia un cambio de granos y color.

Ilustración 22, Microscopio óptico.

La desventaja que tiene este equipo es que no se cuenta con un gran acercamiento, por esta razón solo se verán formaciones generales y cambio de colores, por lo tanto, se debe realizar unas tomas en un microscopio electrónico de barrido para así tener una mejor vista de la composición granular.

6.6.2 Microscopio electrónico de barrido

Este microscopio no se encuentra actualmente en la universidad, por esta razón se debe acudir a un microscopio externo, en este caso nos dirigimos a la universidad de los andes, ya que esta entidad cuenta con el equipo JSM 6490-LV, se alquila el equipo por dos horas, tiempo suficiente para realizar la toma de varios puntos dentro de las diferentes muestras, en este caso las probetas llevaron una preparación adicional, debido a que las muestras fueron encapsuladas en baquelita no conductora, así que fue necesario hacer una conexión mediante una cinta de grafito conductora, una punta de la cinta se fijó en un extremo de la muestra y la otra punta a la base metálica donde se soportarían las probetas.

(33)

26 Ilustración 23, Alistamiento de las muestras para el microscopio electrónico.

Este microscopio es muy útil para analizar la microestructura con mayor detalle, ya que el equipo permite un mayor acercamiento en comparación al microscopio óptico, así será mucho más fácil y acertado la identificación de los componentes de las zonas formadas.

A) b)

Ilustración 24, a) Microscopio Electrónico de barrido; b) Recamara del Microscopio

(34)

27 6.6.3 Ensayo de microdureza

Finalmente se completan las pruebas necesarias para el desarrollo del trabajo con el ensayo de microdureza, este ensayo se realiza en la Universidad Distrital, facultad tecnológica mediante el equipo SHIMADZU HMV-223 y bajo la norma ASTM E-384, se decide realizar esta prueba en último lugar para que las huellas que deja el micro durómetro no salieran en la microcopia y así obtener imágenes limpias.

Ilustración 25, Micro Durómetro.

Esta prueba se realizó con el fin de evidenciar como la microdureza varia alrededor de la zona donde se aplicó la soldadura, además el estudio estadístico se realizará para estos resultados y así correlacionar estos valores y la zona formada en el proceso.

Ilustración 26, Ensayo de microdureza.

(35)

28 La prueba se inicia tomando los datos en el material base y realizando una toma a lo largo de la muestra, pasando por la soldadura hasta llegar de nuevo a la zona de material base.

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Antes de iniciar con el análisis de resultados será necesario traer a referencia el diagrama de fases Hierro – Carbón y el diagrama TTT (temperatura – tiempo – temperatura) ya que estas graficas nos ayudaran a identificar las microestructuras que se observaran y a su vez analizar la razón por la cual se formaron estas zonas, se usara como referencia el acero 1008, debido a que los valores de dureza obtenidos se acercan bastante a este material.

Diagrama de fases Hierro – Carbón

Grafica 1, Diagrama de fases Hierro-Carbón para el acero 1008.

En este diagrama podemos ver que en el eje Y se encuentran las temperaturas de fundición y en el eje X el porcentaje de composición de carbono, dentro de la gráfica encontraremos una línea verde, la cual será nuestra referencia para el porcentaje de carbón que contiene el material que se va a analizar (0.08%).

Diagrama TTT

(36)

29 Grafica 2, Diagrama TTT para el acero 1008.

Como no se conoce el procedimiento de enfriamiento que se usó al momento de fabricar el marco de la bicicleta, asumiremos que se realizó un enfriamiento con aire y a una velocidad constante (2°c/s), además se considerara que la zona del material de aporte llega a una temperatura de alrededor de 1500 °c (temperatura teórica), de igual manera se tomara una temperatura de 500 y 1000 °c para la ZAC. por esta razón se usará la gráfica 2 la cual tiene una curvatura de velocidad de enfriamiento constante, y por medio de la micrográfica podemos ver la zona que más se asemeja a lo que se observa y así tener un dato cercano de la velocidad con la que se enfrió, y de este mismo modo ver la razón por la cual se está formando las diferentes zonas al momento de aplicar la soldadura.

7.1 Microcopia.

Durante el desarrollo experimenta se notó que todas las muestras son de mismo material, igual que el material de aporte que se usó para unir las diferentes partes, esto debido a que se encuentran microestructuras muy similares en las diferentes muestras, por esta razón se agruparan varias imágenes y se analizaran las más relevantes.

(37)

30 7.1.1 Zona de material base

En esta área se nota que en la mayoría de muestras los granos tienden a estar compuestos con el mismo tamaño de grano y forma, como se observa en las ilustraciones 27 y 28.

Ilustración 27, Material base muestra 1- microscopio electrónico.

(38)

31 Ilustración28, Material base muestra 2-microscopio electrónico de barrido.

Mediante esta micrografía se ve de manera clara los granos que componen el material base, siendo en su mayoría del mismo tamaño y característica.

Debido a que esta área se encuentra alejada de la zona de fusión, no se evidencia una afectación considerable por temperatura, por lo tanto, su micro constituyente no sufrió transformaciones, es decir, que nos encontramos en presencia de ferrita, esto se puede confirmar mediante la gráfica 1, donde la presencia de carbón es muy baja, por lo cual llega a la zona de α, en donde está formada en su mayoría por este micro constituyente.

(39)

32 Ilustración 29, material base de la muestra 4 x30- microscopio óptico.

La ilustración 29 pertenece a la muestra 4, la cual es una sección tubular que ha sido ovalada para poder unirla a una sección circular, por esta razón se observa unos granos más alargados, ya que, el material fue deformado, pero sin embargo se sigue caracterizando la micro constituyente ferrita, el cual pertenece a la zona del material base.

7.1.2 zona afectada por calor

Esta zona es la que se encuentra entre el material base y el límite con el material de aporte, en el microscopio óptico es fácil evidenciar esta área por el cambio de tamaño de granos y en algunos casos por la tonalidad que presenta cada zona.

(40)

33 Ilustración 270, muestra 2x50- microscopio óptico.

Ilustración31, zac muestra 2 x200- microscopio óptico.

(41)

34 Ilustración 28, muestra 4x50- microscopio óptico.

La micrografía realizada en el microscopio óptico nos permite evidenciar de manera muy clara las tres zonas formadas, tal y como se ve en las ilustraciones 30 y 32.

La zona de MB fue estudiada anteriormente, se caracteriza por tener un grano de mayor tamaño y ordenado; en la ZAC se evidencia como el grano se modifica, teniendo un menor tamaño y modificando su orden y estructura a medida que se acerca a la zona del MA, en esta última zona se observa que la característica del grano tiene una nucleación y color diferente que será estudiado más adelante, junto con la correlación de la dureza y las diferentes zonas caracterizadas.

(42)

35 Ilustración33, muestra3- microscopio electrónico.

Ilustración34, zona afectada por el calor – muestra 3.

En la ilustración 34 se obtiene un mayor acercamiento a la ZAC y se ve de manera muy clara como los granos cambian de forma y tienen mayor dispersión, esto se debe al incremento de temperatura, junto con el ingreso y adición de carbón, lo que genera un aumento de cementita en la perlita, esto se puede corroborar en la gráfica 2, siguiendo la línea de velocidad de enfriamiento de 2 °c/s, en donde llega a una zona en la cual está compuesta de ferrita + perlita.

(43)

36 7.1.3 Zona de material de aporte

En esta área se encuentra el material de aporte, el cual se encarga de unir las diferentes partes mediante la fusión. Esta zona se caracteriza por ser el lugar donde se alcanza la mayor temperatura del proceso.

Ilustración 29, Material de aporte de la muestra 4- microscopio electrónico.

(44)

37 Ilustración 30a, Material de aporte de la muestra 2- microscopio electrónico.

Ilustración 36, Material de aporte de la muestra 4- microscopio óptico.

(45)

38 En la ilustración 35 se observa que el micro constituyente presente es

completamente diferente a lo que se venía observando, los granos se encuentran dispersos y con un crecimiento dendrítico, esto se evidencia en la ilustración 35a, en donde se realiza un mayor acercamiento, mostrando las ramificaciones características del crecimiento o nucleación dendrítica; esta formación se da durante el proceso de enfriamiento y con dirección al punto donde se dispersa el calor.

En la ilustración 36 se identifica una mayor presencia de zonas oscuras, esto se debe a que hay un mayor porcentaje de carbón, convirtiéndose en perlita fina. Este conjunto de características influye de manera importante en las propiedades del material. mediante la prueba de microdureza y la correlación de las anteriores zonas estudiadas se corrobora esta última afirmación.

7.2 Prueba de microdureza

Para esta prueba se realizó la toma de datos en diferentes puntos (entre 12 y 20) y bajo la norma ASTM E-384, iniciando en el material base y con una distancia de entre puntos 0,5mm y 1,0 mm pasando por la soldadura, para finalmente llegar de nuevo al material base.

Las siguientes graficas fueron las obtenidas para cada muestra.

Grafica 3, Curva muestra 1.

Grafica 4, Curva de microdureza de la muestra 2.

(46)

37 Grafica 5, Curva de microdureza de la

muestra 3. Grafica 6, Curva de microdureza de la

muestra 4.

Grafica 7, Curva de microdureza de la muestra 5.

Con los resultados obtenidos de las cinco muestras, se evidencia que el material base es el mismo para todos los casos, debido a que los valores obtenidos para esta zona fueron muy cercanos entre sí, con excepción de la muestra 3 (grafica 5), en donde el perfil tubular con un mayor calibre arroja unos valores de dureza un poco mayores.

En las zonas afectadas por calor la dureza sufre un incremento, siendo esta área donde se obtienen los mayores valores, esto se da porque la pieza se enfrió de manera lenta, lo que causa que los micro constituyentes se transformen y se obtenga concentración de ferrita + perlita fina, siendo este último un micro constituyente duro y resistente.

(47)

38 En la zona de material de aporte los valores de dureza son altos en comparación al material base, esto debido a que en esta área se tiene una mayor presencia de carbón, aumentando el porcentaje de perlita.

7.6 Estudio estadístico

7.6.1 Distribución normal Gaussiana

Debido a que se realizaron varias muestras y de las cuales se obtuvo un número considerable de resultados durante el ensayo de microdureza, vemos la necesidad de agrupar estos valores para presentar un resultado claro y preciso.

De esta manera el estudio estadístico se inicia obteniendo distribución normal con los valores de cada zona, con el fin de obtener los valores con mayor repetitividad, para luego realizar una correlación con los resultados estadísticos y las diferentes zonas que se forman al realizar un proceso de unión por medio de la soldadura.

7.6.2 Material base

Se organizaron todos los datos obtenido en la zona del material base y se halló el promedio, desviación estándar, máximo y mínimo. Los valores anterior mente nombrados se hallaron mediante el software Microsoft Excel 2019

Tabla 1 Datos de Material Base.

Cantidad material base

1 146

2 154

3 147

4 141

5 142

6 199

7 143

8 147

9 132

10 126

11 150

12 210

13 208

14 215

15 208

16 133

17 137

18 152

19 167

20 158

21 140

22 128

23 118

24 123

25 151

26 132

27 133

28 124

promedio 152,29

Desviación 28,80

Max 215

Min 118

(48)

39 7.6.3 Construcción de la curva de distribución normal Gaussiana

La construcción de esta curva se realizó mediante Excel, con ayuda de fórmulas ya predeterminadas de este software, primero se determina el intervalo, para esto se necesita el máximo y mínimo valor, en este caso el máximo es de 215 vickers y el mínimo de 118 vicker, así que tomamos un rango de valores de 100 hasta 230 vickers y separados de 2 en 2, una vez se tiene este intervalo se procede a hallar la distribución normal mediante la fórmula de Excel,

=DISTR.NORM.N(x;media;desv_estandar;acumulado), teniendo en cuenta que para este caso se trabajara con un acumulado 0 o falso.

Tabla 2 , Intervalos de Dist Normal.

Intervalos Dis. normal

100 0,27%

102 0,30%

104 0,34%

106 0,38%

108 0,42%

110 0,47%

112 0,52%

114 0,57%

116 0,63%

118 0,68%

120 0,74%

122 0,80%

124 0,86%

126 0,91%

128 0,97%

130 1,03%

132 1,08%

134 1,13%

136 1,18%

138 1,22%

140 1,26%

142 1,30%

144 1,33%

146 1,35%

148 1,37%

150 1,38%

152 1,39%

154 1,38%

156 1,37%

158 1,36%

160 1,34%

162 1,31%

164 1,28%

166 1,24%

168 1,19%

170 1,15%

172 1,10%

174 1,04%

176 0,99%

178 0,93%

180 0,87%

182 0,81%

184 0,76%

186 0,70%

188 0,64%

190 0,59%

192 0,54%

194 0,49%

196 0,44%

198 0,39%

200 0,35%

202 0,31%

204 0,28%

206 0,24%

208 0,21%

210 0,19%

212 0,16%

214 0,14%

216 0,12%

218 0,10%

220 0,09%

222 0,07%

224 0,06%

226 0,05%

228 0,04%

230 0,04%

Una vez se tienen estos valores se procede a graficar los datos, lo que nos arrojara una curva de gauss de la siguiente manera.

(49)

40 Grafica 8, curva de distribución normal Gaussiana- Material base.

Ahora se procede a graficar los datos que obtuvimos de la prueba de microdureza, para así verificar que la mayoría de resultados se encuentra bajo la campana.

Grafica 9, Respetabilidad de datos de microdureza- Material base.

En la gráfica 9, se nota que la mayoría de datos se repiten en la misma zona de la campana, si deseamos traslapar la gráfica 9, y la gráfica 8, se observaría como los datos entran dentro de la curva y como la mayoría de datos se encuentran cerca de la media de la curva.

0,00%

0,20%

0,40%

0,60%

0,80%

1,00%

1,20%

1,40%

1,60%

0 50 100 150 200 250

Dist. Normal

Vickers

Material Base

0 0,5 1 1,5 2 2,5

102108114120126132138144150156162168174180186192198204210216222228

Cantidad

Vickers

Repetibilidad de resultados

(50)

41 7.6.4 Porcentaje de probabilidad

Para calcular los porcentajes de probabilidad se usará la fórmula 1, para así poder encontrar el Z y luego con este valor encontrar el porcentaje de probabilidad de repetividad.

𝑍 =𝑥 − 𝜇 𝜎

Fórmula 1. Z estadístico.

Donde:

X=Valor de microdureza.

µ= Media aritmética.

σ = Desviación estándar.

Dominio para la desviación estándar.

Tabla 3 Dominio des. Estándar- mb

1σ 152,29+28,80 181,09

2σ 181,09+28,80 209,89

3σ 209,89+28,80 238,69

-1σ 152,29-28,80 123,49

-2σ 123,49-28,80 94,69

-3σ 94,69-28,80 65,89

(51)

42 Tabla 4, Tabla Z distribución normal.

Una vez tenemos los datos de σ podemos calcular el Z para luego tipificar el resultado de la tabla z y así conocer el porcentaje de probabilidad de respetabilidad.

1σ

𝑍₁= 181.09−152.29

28.80 = 1 Mediante la tabla Z este valor corresponde a 0.3413 = 34.13%

2σ

𝑍₂ =209.89−152.29

28.80 = 2 mediante la tabla Z este valor corresponde a 0.4772=47.72%

pero como solo nos interesa saber el porcentaje de 1σ a 2σ se deberá restar 47.72%

– 34.13%, lo que nos da un resultado de 13.59%

(52)

43 3σ

𝑍₃ =238.69−152.29

28.80 = 3 mediante la tabla Z este valor corresponde a 0.4987=49.87%, en este caso solo se quiere saber el porcentaje de 2σ a 3σ, por esta razón se resta 49.87% - 47.72%= 2.15%.

Como la curva de Gauss es simétrica los valores del otro lado de la gráfica será los mismos valores de porcentaje.

Grafica 10, Curva de Gauus para el material base.

Teniendo en cuenta que la media de los resultados obtenidos es de 152.29 vickers se toma 34.13% por debajo y 34.13% por encima, lo que nos da un rango de datos de 134.45 a 170.13 vickers, es decir vamos a tomar los que estén dentro de este rango, los valores que están fuera de este rango se encuentran en la cola de la campana, por lo tanto, su repetitividad es muy baja y se despreciaran.

(53)

44 7.6.5 Zona afectada por calor

Para esta zona se efectuará el mismo procedimiento anterior, por esta razón únicamente se expondrán los resultados.

Tabla 5, Dominio des. Estándar- ZAC

1σ 192,35+24,64 216,99

2σ 216,99+24,64 241,63

3σ 241,63+24,64 266,27

-1σ 192,35-24,64 167,72

-2σ 167,72-24,64 143,08

-3σ 143,08-24,64 118,44

Distribución normal Z Z1=34.13%

Z2 =13.59%

Z3 =2.15%

Grafica 11, Curva de Gauss para la zona afectada por calor.

La media de los datos para este caso es de 192.35 vickers y se tendrán en cuenta el 34.13% por debajo y por encima, lo que quiere decir que nos quedaremos con los datos que se encuentran entre 167.75 y 216.94 vickers, los demás datos se encuentran en las colas de la curva y serán despreciados.

(54)

45 7.6.6 Material base

De igual manera que las zonas anteriores los datos se hallaran de la misma manera, por esta razón únicamente se mostraron los resultados.

Tabla 6, Dominio des. Estándar- MA.

1σ 204,60+18,11 222,71

2σ 222,71+18,11 240,81

3σ 240,81+18,11 258,92

1σ 204,71-18,11 186,49

2σ 186,49-18,11 168,39

3σ 168,39-18,11 150,28

Distribución normal Z Z1=34.13%

Z2 =13.59%

Z3 =2.15%

(55)

46 Grafica 12, Curva de Gauss para el material base.

La media para esta zona es de 204.16 vickers y teniendo en cuenta el 34.13% de la distribución normal se tomarán los datos desde 192.80 hasta 216.40 vickes, los datos que se encuentran en las cosas se desprecian.

7.6.7 Construcción de curva de microdureza con los valores estadísticos Con los valores estadísticos establecidos se procede a construir la curva de microdureza para finalmente correlacionar los valores estadísticos con las zonas formadas en el proceso de soldadura.

Se tomaron los datos experimentales que se encontraban dentro del rango mencionado anteriormente de cada zona y se graficaron.

Tabla 7, Datos estadísticos.

puntos Vicker

1 137

2 140

3 141

4 142

5 143

6 146

7 147

8 147

9 150

10 151

11 152

12 154

13 158

14 167

15 173

16 173

17 182

18 183

19 184

20 185

21 186

22 189