Josiel Vladimir Vera Rosas11 Ingeniería Materiales Metálicos
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE
ORIZABA
ING. MECANICA
INGENIERIA DE MATERIALES METALICOSUNIDAD 4ING. MERINO PEREZ JORGE ENRIQUEINGENIERIA DE MATERIALES METALICOSUNIDAD 4ING. MERINO PEREZ JORGE ENRIQUE
INGENIERIA DE MATERIALES METALICOS
UNIDAD 4
ING. MERINO PEREZ JORGE ENRIQUE
INGENIERIA DE MATERIALES METALICOS
UNIDAD 4
ING. MERINO PEREZ JORGE ENRIQUE
GRUPO2FUESALON46GRUPO2FUESALON46
GRUPO
2FUE
SALON
46
GRUPO
2FUE
SALON
46
PRESENTA:VERA ROSAS JOSIEL VLADIMIRPRESENTA:VERA ROSAS JOSIEL VLADIMIR
PRESENTA:
VERA ROSAS JOSIEL VLADIMIR
PRESENTA:
VERA ROSAS JOSIEL VLADIMIR
No CONTROL:14010957No CONTROL:14010957
No CONTROL:
14010957
No CONTROL:
14010957
INDICE
1.1 Cuestionario -------------------------------------------------------- 3
1.2 Construcción de Diagramas de fase------------------------ 3
1.3 Diagramas binarios y ternarios------------------------------- 5
1.4 Diagramas Fe y C ------------------------------------------------- 6
1.5 Tipos de tratamientos térmicos ------------------------------ 7
Examen -------------------------------------------------------------- 14
Cuestionario
1.- ¿Qué es una fase de un material?
La fase de un material, en términos de microestructura, es una región que difiere en estructura y/o composición de otra región
2.- ¿Qué es una fase?
-parte de un sistema cuya composición (naturaleza y concentración de constituyentes) y organización atómica (estructura cristalina o amorfa) son fijas. Es decir, parte homogénea de un sistema cuyas características físicas y químicas son comunes
3.- ¿Cuáles son sus características?
-Una fase tiene las siguientes características:
La misma estructura y ordenamiento atómico en todo el material
Tiene en general la misma composición y propiedades en su interior.
Hay una interfase definida entre la fase y cualquier de las otras circunstancias
4.- ¿qué es un diagrama de fase?
-Son representaciones gráficas de las fases presentes en un sistema a varias temperaturas, presiones y composiciones.
5.- ¿Qué tipo de información de obtiene de esta fase?
Las fases presentes en el sistema a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).
La temperatura a la cual las diferentes fases comienzan a fundirse.
La presencia de fenómenos de alotropía o polimorfismo en estado sólido.
Determinar la temperatura a la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y el rango de temperatura en el que presenta la solidificación.
6.- ¿en qué fases puede existir una sustancia pura?
-Una sustancia pura puede existir en las fases sólida, liquida y vapor, dependiendo de las condiciones de temperatura.
7.- ¿Qué es un punto tripe?
-es Presión y temperatura a la que están en equilibrio (coexistente) tres fases de un material.
8.- ¿Cuál es la regla de las fases de Gibbs?
Esta depende de una ecuación, esta ecuación permite calcular el número de fases que pueden coexirtir en equilibrio en cualquier sistema
P + F = C + 2
Dónde: P : número de fases que pueden coexistir en el sistema
F: grados de libertad (presión, temperatura y composición)
C: número de componentes en el sistema
9.- ¿Qué significa "0"(cero grados de libertad) en F?
Esto indica que no se puede cambiar ninguna de las variables de forma independiente, por lo tanto el punto triple es un punto invariante.
10.- ¿Qué implica cuando se obtiene un grado de libertad?
Esto implica que una variable independiente puede cambiar de forma independiente por lo tanto si se especifica una presión determinada, solo hay una temperatura en la que las fases sólida y liquida coexisten.
11.- ¿Qué diagrama binario se utiliza más en la ciencia de los materiales?
La mayor de los diagramas binarios utilizados en ciencia de materiales son diagramas temperatura composición, donde la presión se mantiene constante, a 1 atm.
En este caso la regla de fases condensada, dada por:
P + F = C + 1
12.- ¿Cómo se forman soluciones solidas o liquidas?
Cuando se mezclan diversos componentes o materiales, como cuando se agregan elementos aleantes a un metal, se pueden formar soluciones solidas o liquidas.
13.- ¿Cómo esta formada la solución solida?
La fase solida se forma por la combinación de dos o mas elementos que están atómicamente dispersos, formando una única estructura (fase) y de composición variable (por ser una solución, hay un rango de solubilidad)
14.- ¿Cuáles son los tipos de solubilidad en soluciones solidas?
Solubilidad total (completa)
Solubilidad parcial o limitada
Insolubilidad total
15.- ¿de qué depende el endurecimiento de una solución solida?
Depende de la diferencia de tamaño atómico o cantidad de aleante
16.- ¿Qué se muestran en un diagrama de fases?
Muestra las fases y sus composiciones en cualquier combinación de temperatura y composición de la aleación
17.- ¿Cuáles son los tipos de diagramas de fases?
Tipo I: solubilidad total al estado sólido y liquido
Tipo II: solubilidad total al estado líquido e insolubilidad al estado solido
Tipo III: solubilidad total al estado líquido y solubilidad parcial al estado sólido.
18.- ¿Qué es la temperatura liquidus?
Se define como aquella arriba de la cual un material es totalmente liquido
19.- ¿Qué es la temperatura solidus?
Es aquella por debajo de la cual esa aleación es 100% solida
20.- ¿Cuál es la diferencia entre liquidus y solidus?
La diferencia entre líquido y solido es el intervalo de solidificación de la aleación
21.- Que nos permite la regla de fases o de gibs?
Permite obtener los grados de libertad (F) para mantener el equilibrio en un sistema, en base al número de sus componentes (C) y fases presentes (P), teniendo en cuenta la existencia de dos variables termodinámicas independientes, usualmente presión y temperatura. La regla se expresa por la relación:
F + P = C + 2
22.- ¿Cómo está constituida una aleación?
La composición global de la aleación
El número de fases presentes
La composición de cada fase
La fracción, porcentaje o proporción en peso de cada fase
23.- ¿Qué es un diagrama binario?
Los diagramas binarios son la representación gráfica de las posibles combinaciones porcentuales entre dos variables, oscilando cada una de ellas entre el O y el 100% (Fig. 1). Consisten en una línea recta que presenta en cada extremo una variable; la proporción de la misma presente en la mezcla varía entre el 100% de la misma en su extremo y el 0% en el extremo correspondiente a la otra variable.
24.- ¿Qué es un diagrama ternario?
Los diagramas temarios o triangulares son la representación gráfica de las posibles relaciones o combinaciones entre tres elementos. Indican la distribución de tres variables o componentes diferentes y consisten en la unión de tres diagramas binarios en los que las variables se repiten dos a dos
25.- ¿con que te permite trabajar los diagramas ternarios?
Permiten trabajar con dos tipos de condiciones entre las variables: condiciones de proporción y condiciones de relación.
26.- ¿en que repercuten?
Esto repercute en el tipo de líneas que configuran el gráfico.
27.- ¿Cómo están formadas a estas líneas?
Las líneas en este diagrama están formadas por los puntos que configuran los lugares geométricos en los que el porcentaje de una variable se mantiene constante.
28.- ¿Cómo se le denomina a estas líneas?
Estas Líneas, las podemos denominar líneas de proporcionalidad
29.- ¿Qué son las líneas de proporcionalidad?
Cada una de ellas es en realidad un diagrama binario que reparte entre dos variables la proporción que resta tras atribuir al tercer componente un porcentaje fijo y determinado.
30.- ¿Qué se debe hacer para obtener una línea que represente un porcentaje determinado?
Para obtener una línea que represente un porcentaje determinado de uno de los elementos considerados (A, B o C), se traza una paralela en el lado opuesto al vértice ocupado por dicho componente de forma tal que sus extremos sean los valores deseados.
31.-¿de dónde se obtienen estos datos?
Estos valores vienen dados por los diagramas binarios que constituyen los lados que participan del componente analizado.
32.- ¿Qué se puede representar en el diagrama de equilibrio o de fases hierro-carbono?
se representan las transformaciones que sufren losaceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.
33.-¿Cómo se obtiene?
se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— por métodos diversos.
34.- ¿qué es un diagrama de Fe-c?
El diagrama de aleación hierro-carbono es un tipo de diagrama de equilibrio que nos permite conocer el tipo de acero que se va a conseguir en función de la temperatura y la concentración de carbono que tenga presente.
35.- ¿Cuál es la máxima solubilidad del carbono en el hierro delta?
Es 0,10 % de C, mientras que el Fe gamma (de red cúbica centrado en las caras) disuelve al carbono en una proporción mucho mayor.
36.- ¿Cuál es la temperatura en la que se solidifica el eutéctico?
Corresponde a una temperatura de 1129ºC
37.- ¿Cómo se puede observar la mezcla eutéctica?
Por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperatura ambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformación durante el enfriamiento.
38.- ¿Cuál es la temperatura de transformación del eutectoide?
se presenta a los 722ºC
39.- ¿el diagrama de hierro-carbono suele dividirse?
Suele dividirse el diagrama de hierro-carbono en dos partes: una que comprende las aleaciones con menos del 2 % de carbono y que se llaman aceros y otra integrada por las aleaciones con más de un 2 % de carbono, las cuales se llaman fundiciones.
40.- ¿a qué se le conoce como tratamiento térmico?
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad.
41.- ¿a que materiales se les aplica este tratamiento?
Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.
42.- ¿Qué propiedades mecánicas se obtienen del tratamiento térmico?
Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.
43.- ¿Cuáles son las características principales?
Entre estas características están:
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VICKERS (HV), etc. Dureza Vickers mediante la prueba del mismo nombre. También puede ser definido como la capacidad de un material de no ser rayado.
44.- ¿Qué es el poliformismo?
es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una única composición química, el diamante y elgrafito son polimorfismos del carbono.
45.- ¿Cuáles son los elementos principales que componen al acero?
Los otros principales elementos de composición son el cromo, wolframio, manganeso, níquel, vanadio, cobalto, molibdeno, cobre, azufre y fósforo. A estos elementos químicos que forman parte del acero se les llama componentes, y a las distintas estructuras cristalinas o combinación de ellas constituyentes.
46.- escribe 3 ejemplos de elementos constituyentes
herramientas
cuchillas
soportes
47.- ¿es fundamental el tratamiento térmico en los materiales?
Es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.
48.- ¿Cuál es la clave de los tratamientos térmicos?
La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.
49.- ¿Cómo se conoce a que temperatura debe elevarse un material para recibir un tratamiento térmico?
Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el del hierro-carbono.
50.- ¿Qué se especifica en ese tipo de diagramas?
En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.
51.- ¿Cuáles son los principales tipos de tratamientos térmicos?
Los principales tratamientos térmicos son:
Temple
Revenido
Recocido
Normalizado
52.- ¿En qué consiste el tratamiento Temple?
Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
53.- ¿En qué consiste el tratamiento Revenido?
Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
54.- ¿En qué consiste el tratamiento Recocido?
Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
55.- ¿En qué consiste el tratamiento Normalizado?
Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.
56.- ¿Qué es un tratamiento termoquímico?
Son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada.
57.- ¿Qué se requiere en estos tratamientos?
Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales.
58.- ¿Cuáles son los objetivos más comunes de estos tratamientos?
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
59.- ¿en que consiste el endurecimiento del acero?
Consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada.
60.- ¿Qué produce el endurecimiento?
El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad. El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 790 y 830 °C
61.- ¿Cómo se puede identificar?
Se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza brillante
62.- ¿en qué consiste el proceso de endurecimiento del acero?
Consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada.
63.- ¿Qué produce el endurecimiento en el acero?
Produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad.
64.- ¿Cómo se puede endurecer el acero al carbono?
El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 790 y 830 °C
Examen
Nombre: Josiel Vladimir Vera Rosas. Materia: Ingeniería de materiales metálicos
1.- ¿Qué es una fase?
-parte de un sistema cuya composición (naturaleza y concentración de constituyentes) y organización atómica (estructura cristalina o amorfa) son fijas. Es decir, parte homogénea de un sistema cuyas características físicas y químicas son comunes
2.- ¿Qué es una fase de un material?
La fase de un material, en términos de microestructura, es una región que difiere en estructura y/o composición de otra región
3.- ¿Cuáles son sus características?
-Una fase tiene las siguientes características:
La misma estructura y ordenamiento atómico en todo el material
Tiene en general la misma composición y propiedades en su interior.
Hay una interface definida entre la fase y cualquier de las otras circunstancias
4.- ¿qué es un diagrama de fase?
-Son representaciones gráficas de las fases presentes en un sistema a varias temperaturas, presiones y composiciones.
5.- ¿Cómo está formada la solución solida?
La fase solida se forma por la combinación de dos o mas elementos que están atómicamente dispersos, formando una única estructura (fase) y de composición variable (por ser una solución, hay un rango de solubilidad)
6.- ¿Cuáles son los tipos de solubilidad en soluciones solidas?
Solubilidad total (completa)
Solubilidad parcial o limitada
Insolubilidad total
7.- ¿Cuáles son los tipos de diagramas de fases?
Tipo I: solubilidad total al estado sólido y liquido
Tipo II: solubilidad total al estado líquido e insolubilidad al estado solido
Tipo III: solubilidad total al estado líquido y solubilidad parcial al estado sólido.
8.- ¿Cuál es la diferencia entre liquidus y solidus?
La diferencia entre líquido y solido es el intervalo de solidificación de la aleación
9.- ¿Qué es un diagrama binario?
Los diagramas binarios son la representación gráfica de las posibles combinaciones porcentuales entre dos variables, oscilando cada una de ellas entre el O y el 100% (Fig. 1). Consisten en una línea recta que presenta en cada extremo una variable; la proporción de la misma presente en la mezcla varía entre el 100% de la misma en su extremo y el 0% en el extremo correspondiente a la otra variable.
10.- ¿Qué es un diagrama ternario?
Los diagramas temarios o triangulares son la representación gráfica de las posibles relaciones o combinaciones entre tres elementos. Indican la distribución de tres variables o componentes diferentes y consisten en la unión de tres diagramas binarios en los que las variables se repiten dos a dos
11.- ¿qué es un diagrama de Fe-c?
El diagrama de aleación hierro-carbono es un tipo de diagrama de equilibrio que nos permite conocer el tipo de acero que se va a conseguir en función de la temperatura y la concentración de carbono que tenga presente.
12.- ¿Cómo se puede observar la mezcla eutéctica?
Por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperatura ambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformación durante el enfriamiento.
