caracterizacion estaño

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO ESPOCH

FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE MATERIALES

“ALEACION DE ESTAÑO”

Realizado por: JIMMY OÑATE

Fecha de entrega:12_12_2014

EIM - ESPOCH

ALEACIONES DE ESTAÑO RESUMEN ESTAÑO La probeta de análisis, fue alambre fundido, utilizado para soldadura blanda de circuitos electrónicos; a la cual, siguiendo los pasos de la norma ASTM E3 y atacándola químicamente con una solución hecha de 20ml de acido acético + 15ml HNO 3 + 80ml H2O; se determinó que se trata de una aleación de 60%Sn-40%Pb. Con una microestructura compuesta por glóbulos y dendritas ricas en plomo en una matriz Sn-Pb. Con la norma ASTM E-112 se obtuvo un tamaño de grano número 9; además con el ensayo de dureza Vickers basado en la norma ASTM E92-82 se cuantificó 216HV.

1. INTRODUCCIÓN TEÓRICA ALEACIONES AL ESTAÑO El estaño es un metal blanco, suave, resistente a la corrosión y con buenas propiedades de lubricación, por lo que se utiliza para recubrir otros metales como el acero para botes, tuberías de agua dulce. Al alear plomo con estaño se obtienen soldaduras, como las soldaduras de estaño que contienen 5% de antimonio o 5% de plata se prefieren para equipo eléctrico, porque tienen mayor conductividad eléctrica que las que tienen alto contenido de plomo. Para el Sn los elementos de aleación más comunes son el antimonio y el cobre para producir peltre y las aleaciones de babbitt a base de estaño utilizado para antifriccionantes de alta calidad. Al realizar la aleación, tenemos cubos de SnSb y cubos de SnSb que son extremadamente duros y contribuyen a la excelente resistencia al desgaste del babbitt.

2. OBJETIVOS:

 Analizar la estructura metalográfica de la aleación según el ASM HANDBOOK.  Cuantificar el porcentaje de fases presentes y tamaño de grano  Obtener la dureza de las aleaciones.

3. ANTECEDENTES 

Aleación de estaño: Alambre para soldadura blanda de circuitos electrónicos.

Fig. 1. Aleación de estaño para suelda blanda

4. EXPERIMENTACIÓN 4.1

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA METALOGRÁFICA

Referencia: NORMA ASTM E3  Extraer una muestra del material mediante corte.  Escoger la superficie de estudio (en este caso será la superficie transversal)  Montar las muestras en baquelita  Desbastar la muestra asentándola uniformemente sobre las lijas de 240, 320, 600 y 1200. Girar 90º al pasar a la siguiente lija.  Pulir la probeta en la máquina pulidora utilizando alúmina de 0,3um  Limpiar impurezas con agua  Atacar químicamente, por inmersión de la probeta en  Observar en el microscopio metalográfico y analizar los resultados

Fig. 2. Materiales y Equipos Fuente: Fotografía Laboratorio de Materiales

5. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ALEACIÓN DE ESTAÑO

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Fig.5- Microestructura de la aleaciónn de estaño Atacada químicamente;100x Fuente: fotografia Jimmy oñate

ANÁLISIS FOTOGRÁFICO Con el software ScopePhoto realizamos el análisis de la fotografía y determinamos el porcentaje de Pb y B-Sn

Fig.6- Microestructura de la aleación de estaño analizada en el programa ScopePhoto

área oscura 101

área total 255

% Pb 0,396

%Pb=40 Con estos resultados se deduce que se trata de una aleación 60%Sn-40%Pb típica aleación de estaño para soldadura blanda. Estos resultados deben ser comparados con las microestructuras del Metal Hambook vol7.

COMPARACIÓN VISUAL:

Fig.7- Microestructura de aleación 60Sn-40Pb Fuente: ASM Metal Handbook

COMPOSICIÓN QUÍMICA Según la comparación visual, la aleación se asemeja a una composición de estaño-plomo Tabla1. Composición química de la aleación 5456

%Sn 60

%Pb 40 Fuente: ASM International, Metals Handbook, volumen VI I Microestructures, 8 edición. USA 1961, pp 241

DETERMINACIÓN DE FASES PRESENTES EN LA ALEACIÓN

Aleaciones de este sistema eutéctico simple están compuestas de dendritas primarias ricas en plomo o estaño. Esta solución solida es casi eutéctica consiste de una fase de color claro de Pb y una fase oscura de β-Sn. A alta velocidad de enfriamiento se observan islas aisladas ricas en estaño (áreas blancas), y una gran tendencia a formar una estructura globular.

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CONCLUSIONES ESTAÑO

 Mediante el análisis Microestructural se determinó que el alambre para soldadura blanda es una aleación 60%Sn-40%Pb.  Esta aleación de estaño- plomo cumple con la norma ASTM B32. Por lo cual esta soldadura pueden usarse para soldar cobre y la mayoría de las aleaciones de cobre, plomo, aleaciones con alto contenido de níquel y acero. Debido a propiedades insuficientes de alargamiento, las soldaduras de estaño-plomo no se recomiendan para uniones en el campo de la refrigeración que se sometan a fatiga o vibraciones.

6. BIBLIOGRAFÍA 1. AVNER, sydney. Introducción a la Metalurgia Física. 2da edición. México: McGraw Hill, 1988, pp 517-518 2. NORMA ASTM E3, Standard Practice for Preparation of Metallographic Specimens, 1994 3. NORMA ASTM E92, Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials, 2004 4. NORMA ASTM E112 Standard Test Methods for Determining Average Grain Size 5. ASM International, Metals Handbook, volumen VI I Microestructures, 8 edición. USA 1961, pp 318 6. WILLIAM D. CALISTER: Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales. Editorial Reverté (SA), Barcelona, p.382 – 383