LABORATORIO DE INGENIERÍA DE MATERIALES
Cuestionario previo 1: Estructuras y defectos cristalinos.
1. ¿Qué es una una red red crista cristalina lina espa espacial cial o retículo retículo?? 2. ¿Q ¿Qué ué eess una una celd celdaa unit unitar aria ia?? 3. ¿Me ¿Menci ncion onee las estructu estructuras ras cristali cristalinas nas básicas básicas.. ¿Cu ¿Cuále áless son las red redes es esp espaci aciale aless que se encuentran más comúnmente en los materiales? Mencione algunos eemplos de materiales en donde se pueden encontrar. !. ¿Q ¿Qué ué es al alot otro ropí pía? a? ". ¿Qué es una una disloca dislocaci#n? ci#n? Menci Mencione one los tipos tipos de disloc dislocacion aciones. es. $. ¿Qué es es un de%ecto de%ecto?? Mencione Mencione los los di%erent di%erentes es tipos tipos de de%ecto de%ectos. s.
Cuestionario previo 2: Ensayo de Tracción.
1. ¿&ibue ¿&ibue las cur'as cur'as característ características icas de un ensa(o ensa(o de tracci#n tracci#n para para un material material dúctil dúctil ( %rágil? 2. ¿&e% ¿&e%ina ina e identi%iq identi%ique ue los siguient siguientes es puntos puntos en una grá%ica grá%ica es%uer)o es%uer)o *s. de%ormaci de%ormaci#n? #n? +s%uer)o má,imo +s%uer)o de ruptura &e%ormaci#n elástica &e%ormaci#n plástica Modulo de elasticidad +s%uer)o de %luencia -imite de proporcional proporcionalidad idad 3. Que es ductilidad ductilidad como la la podemos determinar en en esta prueba? prueba? !. /art /artiendo iendo de una una grá%ica carga carga contra contra despla)ami despla)amiento ento que pasos debemos debemos dar para para obtener obtener la grá%ica de es%uer)o contra de%ormaci#n? ". +, +,pl pliq ique ue de qu quee ma mana nara ra in in%l%lu( u(ee en un en ensa sa(o (o de tr trac acci ci#n #n lo loss si sigu guie ient ntes es pa pará ráme metr tro? o? 0emperatura 'elocidad de aplicaci#n ( %orma de la probeta. • • • • • • •
Cuestionario previo 3: Ensayos de Dureza. 1.
&e%ina que son las pruebas mecánicas. Mencione cuando menos tres de ellas.
Las pruebas mecánicas son pruebas destructivas en las que los materiales de estud est udio io so son n som someti etidos dos a esf esfue uerzo rzoss me media diante nte la ap aplic licaci ación ón de una fue fuerza rza externa hasta su deformación y/o ruptura, para determinar sus propiedades de dureza, elasticidad, fragilidad y resistencia a la penetración. Se pueden estud est udiar iar ma mater terial iales es div diver ersos sos com como o pol pol!me !meros ros,, me metal tales es de ba" ba"a a du durez reza, a, materiale mate rialess cerá cerámicos micos,, mate material riales es comp compuest uestos, os, prod producto uctoss farm farmac# ac#utico uticoss y alimentos, as! como productos o piezas elaboradas con estos materiales.
•
$ruebas de tensión $ruebas de compresión $ruebas de flexión $ruebas de dureza %&oc'(ell) Los ensayos de dureza &oc'(ell, dependen de
•
la medición de la profundidad de la indentación permanente, producida por la aplicación de una carga gradualmente aplicada sobre la superficie del material de prueba. $rueba de textura %carga máxima *++ ). Se pueden ensayar muestras de
•
•
•
alimentos con dimensiones m!nimas de -+ mm de diámetro $ruebas de penetración %carga máxima *++ ). Se pueden ensayar muestras
•
de alimentos y productos farmac#uticos o materiales de ba"a resistencia sesor!a en la preparación de muestras
•
2.
¿Qué se entiende por dure)a de un material? ¿0iene alguna in%luencia en la dure)a la estructura el tamao de grano ( la composici#n?. -a dure)a es la oposici#n que o%recen los materiales a alteraciones como la penetraci#n la abrasi#n el ra(ado la cortadura las de%ormaciones permanentes entre otras. /or eemplo la madera puede ra(arse con %acilidad esto signi%ica que no tiene muca dure)a mientras que el 'idrio es muco más di%ícil de ra(ar. +n la actualidad la de%inici#n más e,tendida aparte de los minerales ( cerámicas sería la resistencia a la de%ormaci#n plástica locali)ada A menor tamaño de grano, mayor resistencia mecánica, pues las dislocaciones tendrán menor movilidad al estar impedido su movimiento. Los límites de grano "anclan" las dislocaciones impidiendo su movimiento, por tanto un policristal resistirá mejor latracción que un monocristal.
0ere are t4o t(pes o% irregularities at te grain le'el o% te microstructure tat are responsible %or te ardness o% te material. 0ese irregularities are point de%ects and line de%ects. 5 point de%ect is an irregularit( located at a single lattice site inside o% te o'erall tree6dimensional lattice o% te grain. 0ere are tree main point de%ects. 7% tere is an atom missing %rom te arra( a 'acanc( de%ect is %ormed. 7% tere is a di%%erent t(pe o% atom at te lattice site tat sould normall( be occupied b( a metal atom a substitutional de%ect is %ormed. 7% tere e,ists an atom in a site 4ere tere sould normall( not be an interstitial de%ect is %ormed. 0is is possible because space e,ists bet4een atoms in a cr(stal lattice. 8ile point de%ects are irregularities at a single site in te cr(stal lattice line de%ects are irregularities on a plane o% atoms. &islocations are a t(pe o% line de%ect in'ol'ing te misalignment o% tese planes. 7n te case o% an edge dislocation a al% plane o% atoms is 4edged bet4een t4o planes o% atoms. 7n te case o% a scre4 dislocation t4o planes o% atoms are o%%set 4it a elical arra( running bet4een tem.9:;
7n glasses ardness seems to depend linearl( on te number o% topological constraints acting bet4een te atoms o% te net4or<.9=; >ence te rigidit( teor( as allo4ed predicting ardness 'alues 4it respect to composition. 5gregando algún elemento como carbono nitr#geno. 3.
&escribe el procedimiento para obtener la dure)a por los siguientes métodos rinell @oc<4ell *ic
!.
Dureza rinell! mplea como punta una #ola de acero templado o car#uro de $ol%ramio. &ara materiales duros, es poco e'acta pero %ácil de aplicar. &oco precisa con c(apas de menos de ) mm de espesor. stima resistencia a tracción. Dureza *oc+$ell! e utiliza como punta un cono de diamante -en algunos casos #ola de acero. s la más e'tendida, ya que la dureza se o#tiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. e suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la (uella. *oc+$ell super%icial! 'iste una variante del ensayo, llamada *oc+$ell super%icial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuc(illas de a%eitar o capas de materiales que (an reci#ido alg/n tratamiento de endurecimiento super%icial. Dureza 0ic+ers! mplea como penetrador un diamante con %orma de pirámide
cuadrangular. &ara materiales #landos, los valores 0ic+ers coinciden con los de la escala rinell. 1ejora del ensayo rinell para e%ectuar ensayos de dureza con c(apas de (asta 2 mm de espesor.
".
¿C#mo es posible modi%icar la dure)a de un material? 0ere are %i'e ardening processes >all6/etc strengtening 4or< ardening solid solution strengtening precipitation ardening and martensitic trans%ormation.
Precipitation hardening, also called age hardening, is a (eat treatment tec(nique used to increase t(e yield strengt( o% mallea#le materials, including most structural alloys o% aluminium, magnesium, nic+el, titanium, and some steels and stainless steels. 3n superalloys, it is +no$n to cause yield strengt( anomaly providing e'cellent (ig(4temperature strengt(. &recipitation (ardening relies on c(anges in solid solu#ility $it( temperature to produce %ine particles o% an impurity p(ase, $(ic( impede t(e movement o% dislocations, or de%ects in a crystal5s lattice. ince dislocations are o%ten t(e dominant carriers o% plasticity, t(is serves to (arden t(e material. 6(e impurities play t(e same role as t(e particle su#stances in particle4 rein%orced composite materials. 7ust as t(e %ormation o% ice in air can produce clouds, sno$, or (ail, depending upon t(e t(ermal (istory o% a given portion o% t(e atmosp(ere, precipitation in solids can produce many di%%erent sizes o% particles, $(ic( (ave radically di%%erent properties.
8nli+e ordinary tempering, alloys must #e +ept at elevated temperature %or (ours to allo$ precipitation to ta+e place. 6(is time delay is called "aging". olution treatment and aging is sometimes a##reviated "6A" in metals specsand certs. Grain-boundary strengthening -or Hall–Petch strengthening is a met(od o% strengt(ening materials #y c(anging t(eir average crystallite -grain size. 3t is #ased on t(e o#servation t(at grain #oundaries impede dislocation movement and t(at t(e num#er o% dislocations $it(in a grain (ave an e%%ect on (o$ easily dislocations can traverse grain #oundaries and travel %rom grain to grain. o, #y c(anging grain size one can in%luence dislocation movement and yield strengt(. 9or e'ample, (eat treatment a%ter plastic de%ormation and c(anging t(e rate o% solidi%ication are $ays to alter grain size. :;<
ttpsAAen.4i
i se quisieran comparar los resultados de di%erentes ensa(os de dure)a ¿C#mo se lograría esto? :. Mencione que acabado super%icial deben tener las muestras en cada prueba de dure)a. Cuestionario previo 4: Ensayo de Impacto. $.
1. 2. 3. !.
&escriba la %orma de reali)ar un ensa(o de impacto. ¿Qué di%erencias e,isten entre los siguientes ensa(os? Carp( 7)od. ¿Cuál es la propiedad mecánica que se obtiene de la prueba de impacto? &ibue un diagrama de 0emperatura del +nsa(o *s +nergía 5bsorbida. +,plique el porqué de este comportamiento. ". ¿Cuál es la %inalidad de la muesca en la probeta? $. ¿/odrán ser utili)ados los mismos materiales en el +cuador que en iberia? Dusti%ique su respuesta. Cuestionario previo 5: Endurecimiento por deformación
1. ¿Qué es laminaci#n? Metodo por el cual se reduce el espesor de una lamina metalica esto se logra aplicando presi#n a tra'és de rodillos giratorios.
2. ¿Qué es de%ormaci#n en %río? Consiste en de%ormar plásticamente un material de tal manera que se creen nue'as dislocaciones en su estructura saturándolo de estas ( e'itando su despla)amiento por ende se aumenta su dure)a. 3. ¿Qué tipos de material se pueden de%ormar?
!. ¿C#mo se calcula la de%ormaci#n en %río?
donde tau_zero es el esfuerzo de dislocación intrínseco.
tau es el es%uer)o de dislocaci#n %inal E es el m#dulo de elasticidad trans'ersal b es la magnitud del 'ector de urgers al%a es un %actor de correcci#n especi%ico del material. @oB angulo@ecto es la densidad de dislocaciones Cuestionario previo 6: Diagramas de equilibrio o fases.
1. +,plique los siguientes conceptos Fase 5leaci#n Me)cla. 2. ¿Qué es un diagrama de equilibrio? ¿Qué in%ormaci#n se puede obtener de él? 3. Mediante una tabla indique cuáles son los principales tipos de %ases que se presentan en los diagramas de equilibrio. !. ¿&e qué %orma e,perimental podemos determinar el diagrama de equilibrio? Cuestionario previo 7: Metalografía de los Aceros.
1. ¿Qué se entiende por Metalogra%ía? ¿Cuál es su campo de aplicaci#n? 2. &escriba bre'emente las etapas necesarias para preparar una muestra metalográ%ica. 3. +,plique el principio de operaci#n de un microscopio metalográ%ico. 5demás indique su maneo ( los principales cuidados. !. Mediante la obser'aci#n microsc#pica ¿Qué es lo que podemos determinar en una muestra? ". ¿Cuáles son los métodos para determinar el tamao de grano? Cuestionario previo 8 Tratamientos Térmicos.
1. +,plique qué entiende por tratamiento térmico. ¿Con qué obeto se reali)a? 2. ¿C#mo se e%ectúa el temple de un acero? ¿Qué características en su composici#n deberá tener el acero? ¿Qué %inalidad se persigue con este tratamiento térmico?
3. &escriba c#mo se e%ectúan los siguientes tratamientos térmicos e indique sus aplicaciones temple re'enido recocido normali)ado.
