Influencia del porcentaje de aluminio agregado y del espesor de pieza sobre la microestructura, dureza y resistencia a la tracción del latón base 85cu5zn5sn5pb, fundido y colado enmoldes de arena en verde
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Date
2019-10
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Se ha estudiado la influencia del porcentaje de aluminio agregado y del espesor de pieza sobre
la microestructura y dureza del latón base 85Cu5Zn5Sn5Pb, fundido y colado moldes de arena
en verde. Se consideró diseño bifactorial con 5 niveles para cada factor (0,0; 1,5; 2,5; 3,5; 4,5%
Al y 4; 7; 9; 13 y 15 mm de espesor ) y 3 réplicas del experimento con probetas circulares de 50
mm de diámetro y de espesor variable según diseño: 75 corridas experimentales en total. A la
aleación base se elaboró primero introduciendo al cobre la aleación Sn-Pb-Zn a 1140°C agitando
enérgicamente en ausencia de aire utilizando cobertura de grafito y silice. Para cada probeta se
agregó el aluminio y se agitó a 1000°C, la colada fué a 950°C ± 10°C en los moldes de arena
dispuestos aleatoriamente según diseño. A Cada probeta se le midió la dureza Brinell y analizó
metalográficamente. Los datos fueron tratados con el análisis de varianza y de residuos para el
modelo de efectos fijos en dos sentidos, cuyos resultados indican la fuerte influencia del aluminio
agregado, leve influencia del espesor y poco significativa influencia de la interacción de ambas
variables sobre la dureza superficial. El incremento de dureza debido únicamente a la reducción
de espesor desde 15mm a 4mm, para las aleaciones con 0,0; 1,5; 2,5; 3,5 y 4,5% Al agregado
fué de 17,91%; 8,51%; 17,85%; 11,19%; % y 6,5%, respectivamente. El incremento de dureza
debido únicamente al aluminio agregado desde 0,0% hasta 4,5% para las probetas de 4; 7; 9; 13
y 15mm fué de 171,96%; 173,14%; 178,03%;199,30 y 201,09%, respectivamente. El incremento
total de dureza, debido a la interacción de ambas variables fué de 0%; 3,78%; 2,42%; 1,81%% y
1,67%. La menor dureza fue de 59,80HB ( para 15mm de espesor y 0,0% Al) y la mayor dureza
lograda fue de 191,76HB(para 4mm de espesor y 4,5% Al). Los resultados de ensayo de tracción
indicaron una disminución de la resistencia a la tracción, limite de fluencia y ductilidad, mientras
que se incrementó la rigidez del material, lo que concuerda con el incremento de dureza. Las
microestructuras evidencian concordancia con los datos de dureza observados.
Description
The influence of the percentage of aggregate aluminum and the thickness of the piece on the
microstructure and hardness of the base brass 85Cu5Zn5Sn5Pb, cast and cast sand molds in
green has been studied. Bifactorial design was considered with 5 levels for each factor (0.0; 1.5;
2.5; 3.5; 4.5% Al and 4; 7; 9; 13 and 15 mm thick) and 3 replicates of the experiment with
circular specimens of 50 mm diameter and variable thickness according to design: 75
experimental runs in total. The base alloy was first made by introducing the Sn-Pb-Zn alloy to
copper at 1140 ° C while stirring vigorously in the absence of air using graphite and silica
coverage. For each test tube, aluminum was added and stirred at 1000 ° C, the casting was at
950 ° C ± 10 ° C in the sand molds arranged randomly according to designEach Brinell hardness
was measured and analyzed metallographically. The data were treated with the analysis of
variance and residuals for the two-way fixed effects model, whose results indicate the strong
influence of aggregate aluminum, slight influence of thickness and little significant influence of
the interaction of both variables on surface hardness The increase in hardness due only to the
reduction in thickness from 15mm to 4mm, for alloys with 0.0; 1.5; 2.5; 3.5 and 4.5% The
aggregate was 17.91%; 8.51%; 17.85%; 11.19%; % and 6.5%, respectively. The increase in
hardness due only to the added aluminum from 0.0% to 4.5% for the 4 specimens; 7; 9; 13 and
15mm was 171.96%; 173.14%; 178.03%; 199.30 and 201.09%, respectively. The total increase
in hardness, due to the interaction of both variables was 0%; 3.78%; 2.42%; 1.81 %% and 1.67
%. The lowest hardness was 59.80HB (for 15mm thick and 0.0% Al) and the highest hardness
was 191.76HB (for 4mm thick and 4.5% Al). The tensile test results indicated a decrease in
tensile strength, creep limit and ductility, while the rigidity of the material was increased, which
is consistent with the increase in hardness. The microstructures show agreement with the
observed hardness data.
Keywords
Influencia, aluminio, espesor, interacción, dureza, microestructura, latón