1.Fase?:

Una porción homogénea de un sistema que tiene características físicas y/o químicas uniformes diferentes de otras partes y que está limitada por cierta superficie (frontera). En la frontera de las fases aparece un cambio discontinuo de las propiedades del sistema. Ej: sistema H2O agua-hielo.

Ejemplos de equilibrio entre dos fases:

Agua-hielo(SI): 1 componente, C=1 2 fases, F=2. Agua-aceite(Dos componentes que no se disuelven en una misma fase): 2 componentes, C=2 2 fases, F=2. En el sistema CuZn, si la cantidad de Zn excede el 30% se forma una nueva fase CuZn, hay una coexistencia de dos fases sólidas, Cu-Ag. 3.Diagrama de fase?: Diagramas de fase (diagramas de equilibrio, diagramas constitucionales): representan las fases que se encuentran en un sistema en función de los parámetros intrínsecos (la composición del material) y extrínsecos (temperatura, presión,….)

Diagrama de fase isomorfo:

Es el caso más sencillo de sistemas binarios T-Y, C-X. -Las líneas continuas delimitan las fases existentes en los tramos de T y C. Ej: Cu-Ni, Si-Ge. Solo se representan las fases de líquido y sólido con las líneas que delimitan los tramos (líquidus, sólidus).

Líneas de líquidus y sólidus: Líquidus:

Temperatura por encima de la cual todo el material es líquido. Sólidus: Temperatura por debajo de la cual todo el material es sólido.

Diagrama fase eutéctico:

Es un diagrama en sistema binario que incluye tre fases diferentes (2 sólidas y 1 líquida) y la reacción es la que el líquido se transforma en dos fases sólidas.

Fases terminales?:

Son los casos más complicados, las regiones de solubilidad sólida restringida en cada extremo del diagrama (al final) las fases en el sistema Cu-Zn tienen 2 soluciones sólidas terminales: α, η. α: fcc propia del Cu y η: hcp propia del Zn.

Reacción eutectoide?:

Cuando hay tres fases sólidas y la suma de dos sólido (β y γ) dan como resultante un nuevo sólido (α(alfa)).

Reacción pertectoide?:

Cuando tenemos tres sólidos y la suma de dos sólidos (α y B) da como resultado otro sólido (γ gamma). diferente que la eutectoide.

Una línea en un diagrama eutéctica que separa zonas bifásicas se llama?

a)Sólidus. b)Sólvus. c)Líquidus. d)Isoterma eutéctica.

Cuáles son las fases y estructuras formadas a temperatura ambiente en el sistema Pb-Sn con la composición 1?

L y α > Enfriamiento. Estructura: Enfriamiento por detrás de la líneade solvus. La aleación es policristalina con composición uniforme. Estructura: granos de α.

Y en Pb-Sn con la composición 2?

L, α+L, α y α+B > Enfriamiento. Estructura: Totalmente líquida. Al pasar la línea de líquidos, se empieza a  formar grano de α. Al pasar la línea de solidus se forma granos de α sólidos, Al pasar la línea de solvus, aparecen partículas de B que crecen a medida que disminuye α.

Y en Pb-Sn con la composición 3?

L, α+L y α+B > Enfriamiento. Estructura: Se empieza a formar granos de α y al pasar la isoterno eutéctica, la fase líquida se transforma en eutéctica α y B. Por lo tanto, la estructura final es: α primaria + eutéctica α+B. Hipoeutectoide

Y en Pb-Sn con la composición 4?

L, α+B > Enfriamiento. Estructura: Del estado líquido  cruza directamente la línea eutéctica, transformando la estructura en eutéctica α+B. Eutectoide

Y en Pb-Sn con la composición 5?

L, B+L y α+B. > Enfriamiento. Estructura: Mismo caso que composición 3. Pero cambiando la α por B, de forma que la estructura final es: Bprimário + eutéctica α+B.Hipereutectoide.

(8 y 9) – 1.P+F=C+N Definir los términos que aparecen en la regla de Gibbs: -P:

Número de fases presente. -F: Número de grados de libertad. -C: Número de componentes del sistema. -N: Número de variables no composicionales.

Determinar el número de grados de libertad en los puntos 1,2,3,4 del diagrama de fase unario del aqua. De estos grados de libertad ¿cuántos son non-composicionales? 1:

1+F=1+2; F=2. 2:F=1+2-1; F=2. 3(NO):F=1+2-2; F=1. 4(NO):F=1+2-3; F=0

Y en los puntos 1,2,3,4,5 del diagrama de fase binario(F=3-P): 1:

F=3-1=2. 2:F=3-2=1. 3:F=3-2=1. 4:F=3-2=1. 5:F=3-1=2
4.Y en los puntos 1,2,3,4,5,6 del diagrama de fase binario(F=3-P): 1:

F=3-2=1. 2:F=3-2=1. 3:F=3-1=2. 4:F=3-2=1. 5:F=3-1=2. 6.F=3-3=0.

Indicar las fases presentes en las partes 1,2,3,4 y 5 del diagrama de fase Fe-Fe3C: 1.

Av. Fase γ: Austenita. 2.Fase α: Ferrita. 3.Cementita. 4.Fase γ: Cementita. 5.Faseα: Cementita.

Cuáles son los puntos invariantes en el diagrama de fase Fe-Fe3C?

Eutéctico (4,3nt% C, 1148ºC). Eutectoide (0,77nt% C, 727ºC)

Indicar las fases presentes en equilibrio entre 1400 ºC y 400 ºC y las microestructuras características para una concentración C1

Indicar las fases presentes en equilibrio entre 1400 ºC y 400 ºC y las microestructuras características para una concentración C2:

Indicar las fases presentes en equilibrio entre 1400 ºC y 400 ºC y las microestructuras características para una concentración C3:

Indicar las fases presentes en equilibrio entre 1400 ºC y 400 ºC y las microestructuras características para una concentración C4:

1.Qué es un diagrama de TTT?

Diagrama que incorpora la componente del tiempo para completar la transformación.

Qué es la transformación martensítica?

Es cuando la austenita sufre un enfriamiento muy rápido, formando una estructura tetragonal centrada en el cuerpo maclada. Martensita

Cuáles son las propiedades características de martensita?

Es un material frágil con baja ductilidad, la estructura cristalina es irregular y maclada.

Cuál es la composición y la estructura de bainita?

La composición es ferrita α + cementita en forma de agujas. Tiene una estructura fina, que hace que sea más duro y con ductilidad moderada.

Cuáles son los mecanismos prinicipales de endurecimiento de aleaciones monofásicas?

-Tamaño de los granos. -Solución (disolución) sólida. -Deformación (trabajo en frío. -Estructura cristalina.

Verdadero:

los precipitados finos coherentes son más eficaces en bloquear deslizamiento de dislocaciones que los precipitados más grandes incoherentes.

Cuál es el significado de “trabajo en frio”?

El trabajo se realiza a una temperatura homóloga baja relativa a la temperatura de fusión.

Mencionar algunos métodos típicos de trabajo en frío.

Trefilado(      ) y Laminado( )

Explicar el mecanismo principal de endurecimiento por refinamiento de granos: Sinterizado

consiste en la unión de las partículas cerámicas de polvo: -La sinterización se realiza a temperatura suficientemente alta para activar la difusión: las piezas compactadas(a) se calientan. -En la primera etapa se forman cuellos entre las partículas que están en contacto (por difusión de los átomos) y dejan un poro en el centro(b). -Los poros se reducen y se vuelven redondos a medida que la sinterización avanza(c). -Los cuellos se transforman en los límites de granos(d). Durante sinterización las partículas se unen, se reduce la porosidad aumentando la resistencia mecánica y el módulo de Young(el poro se hace más pequeño: menos espacio para la dislocación).

Enunciar la ley de Hall-Petch.

o.=o.*k/d^½.

Precipitados coherentes e incoherentes? Precipitado coherente:

es una fase donde las partículas están distribuidas uniformemente en la matriz y forma esfuerzos de compresión.Precipitado incoherente: es lo mismo en el caso anterior pero sin formar ningún tipo de esfuerzo sobre la estructura cristalina.

Cuál es el orden correcto de las temperaturas de Crecimiento de granos (T1)-Recuperación (T2)-Recristalización (T3)

a)T1>T2>T3. b)T1c)T1>T3>T2.

Falso:

El endurecimiento es más intenso en el caso de los átomos sustitucionales de mayor tamaño que de menor tamaño que el átomo anfitrión. Corrección: El endurecimiento es más intenso cuanto más mayor sea la diferencia entre los átomos sustitucionales y los anfitriones.

Falso:

Los átomos intersticiales no producen endurecimiento porque ocupan los sitios intersticiales. Corregido: Los átomos intersticiales producen endurecimiento porque generan una fuerza de compresión generando impurezas y más difícil el movimiento de dirtocas.

Falso:

El trabajo en frío aumenta la resistencia y reduce la ductilidad de aleaciones. Corregido: El trabajo en frío aumenta la resistencia y la ductilidad de aleaciones.

Falso:

El mecanismo principal de endurecimiento por el trabajo en frío es el aumento de concentración de vacantes e intersticiales que bloquean el deslizamiento de dislocaciones.

Verdadero:

Una solución sólida homogénea se puede crear solamente enfriando rápidamente la aleación desde el estado líquido.

Verdadero:

Los precipitados se crean mediante un tratamiento térmico de una solución sólida en el estado de equilibrio.

Falso:

Durante el revenido la estructura de martensita cambia parcialmente o completamente en la estructura de ferrita y perlita. Corregido: Lo que forma son precipitados de perlita sobre matriz de ferrita.

1.Los aceros inoxidables pueden tener la estructura de

a)Austenita. b)Martensita. c)Ferrita. d)Todas las respuestas anteriores son correctas.

Cuál es el mecanismo de protección de aceros inoxidables de

corrosión? El mecanismo de protección es que una capa de Cromo (Cr) envuelve el acero por completo  haciendo que la resistencia a la corrosión sea alta.

Los aceros que no sufren transición martensítica son:

a)Aceros de alta aleación. b)Aceros altos en carbono. c)Aceros ordinarios. d)Aceros bajos en carbono.

La mayoria de las fundiciones consite de

a)Ferrita+grafito. b)Ferrita+perlita. c)Austenita+grafito. d)Martensita+cementita.

Los minerales básicos de todas cerámicas tradicionales son:

a)Sílice(cuarzo), arcilla y alúmina. b)Sílice(cuarzo), arcilla y feldespato. c)Alúmina, feldespato y arcilla. d)Sílice (cuarzo), feldespato y alúmina.

La porosidad de cerámicas

a)Aumenta la fragilidad y el módulo de Young. b)Aumenta la ductilidad y el módulo de Young. c)Disminuye el módulo de rotura y el módulo de Young. d)Aumenta el módulo de rotura y disminuye el módulo de Young.

Los vidrios a)

Se cristalizan a Tg. b)Por debajo de Tg presentan una cierta ductilidad c)Tienen la densidad menor que el mismo material en estado cristalino. d)Por encima de Tm se encuentra en estado sobreenfriado

Falso:

los vidrios son deformables por encima

9.Definir el módulo de rotura de cerámicas: Es un tipo de fabricación que este vidrio rompe en fragmentos muy pequeños, e un mal conductor térmico.

10.Comparar las resistencias en tracción y en compresión de materiales cerámicos: El comportamiento a tracción suele ser peor que a compresión, sobre todo en cerámicos porosos, porque los poros actúan como los puntos concentradores de tensiones.

11.Qué es el vidrio templado? Es un tipo de vidrio de seguridad, procesado por tratamientos térmicos o químicos, para aumentar su resistencia en comparación con el vidrio normal. Esto se logra poniendo las superficies exteriores en compresión y las superficies internas en tensión. Tales tensiones hacen que el vidrio, cuando se rompe, se desmenuce en trozos pequeños granulares en lugar de astillar en grandes fragmentos dentados. Fabricación: El vidrio es mal conductor térmico. -En templar el vidrio, la superficie se enfría más rápidamente. -Las cadenas de silicatos no se reordenan en la superficie y ocupan un mayor volumen. -Quedan tensiones residuales de compresión. -El interior enfría más lentamente, las cadenas se pueden ordenar y ocupar menos volumen, quedando tensiones residuales a tracción. Propiedades: los vidrios templados rompan en fragmentos muy pequeños, sin generar puntas cortantes, que resultarían muy peligrosas. Espesor vidrio: Compresión: 0 tensión 20% a cada lado. Tracción: 60%(t) en el centro.

12.Comparar los mecanismos de deformación de materiales cristalinos y vidrios: Cerámicos: Tienen los mecanismos de deformación plástica por dislocaciones inhibidos, por lo que no pueden deformarse antes de la fractura. El comportamiento esfuerzo-deformación de las cerámicas normalmente no se determinan a partir de ensayos de tracción o compresión pura, debido a: -la dificultad de preparar y ejecutar los ensayos en tracción -baja reproducibilidad de los resultados debida a los efectos poco controlados (montaje, concentradores de esfuerzos…)

Vidrios: a)La deformación plástica en los vidrios no ocurre por un desplazamiento de las dislocaciones (como en los materiales cristalinos) sino por el llamado flujo viscoso, como los líquidos. b)La velocidad de deformación es proporcional al esfuerzo de cizalla aplicado. Punto de deformación: La temperatura a la que la viscosidad es 3·1013 Pa·s. c)Por debajo esta temperatura el vidrio ya no sufrirá deformación plástica al aplicarle un esfuerzo, sino que ocurrirá la fractura (comportamiento frágil).

13.Los vidrios: a)Cristalizan a Tg. b)Per debajo de Tg presentan una cierta fluideza . c)Por encima de Tg se encuentran en estado de vidrio sobreenfriado. d)Tienen la densidad menor que el mismo material en estado cristalino.

12 – 1.¿Cómo se definen los materiales poliméricos? Son materiales formados por cadenas moleculares largas -Las cadenas tienen los pesos moleculares a partir de aproximadamente 1000 g/mol -Se forman al unir muchas unidades (meros o monómeros) mediante un enlace covalente -Son materiales orgánicos (base de carbono), excepciones p.ej. las siliconas (base de Si)

2.Cuáles son las propiedades físicas básicas de materiales poliméricos? La densidad baja Resistencia a corrosión (excepciones – solubles, biodegradables) Baja resistencia mecánica y alta ductilidad Aislantes eléctricos.

3.Qué es un material plástico? Es un polímero sintético con adiciones como rellenos colorantes, plastificantes… (bolsas de poliestireno)

4.Cuál es la diferencia entre polímeros saturados e insaturados? En los polímeros saturados no podemos añadir más enlaces sin romper un enlace porque todos ya están activos, tienen enlaces simples y los insaturados tienen enlaces dobles o triples.

5.Fenómeno de isomería? fenómeno de existencia de materiales poliméricos con la misma composición química y distinta disposición atómica.

6.Unidad monomérica? La parte de la cadena polimérica con enlaces activos que se repite en una macromolécula. (H-CH3x4(H-C-H

7.Monómero? Una molécula suelta que contiene solo una unidad monomérica.

8.Diferencia principal entre polímeros termoplásticos y termoestables? Al calentar los polímeros, los termoplásticos tienden a ablandarse o deformarse y los termoestables se descomponen.

9.Métodos básicos de polimerización: Adición: Se unen uno a uno para formar moléculas. Condensación: Aleación química que forma un producto de bajo peso molecular..

10.Peso molecular medio numérico: Es la fracción de las moléculas en cada intervalo multiplicado por el valor promedio del peso molecular en este intervalo. Mn=Ei*xi*Mi.

11.Peso molecular medio másico: Es la suma de los productos de la fracción de las moléculas en un intervalo i por el peso promedio de i. Mw=Ei*Wi*Mi.

12.Grado de polimerización (numérico): nn=Mn/m: Es el número medio de las unidades monoméricas en moléculas poliméricas. m: Peso molecular de la unidad monomérica

13.Cuál es el rango típico de los valores del módulo de Young de los materiales poliméricos? 100MPa – 10GPa (1 o 2 orden menor que los metálicos)

14.Cuál es el rango típico de los valores de la resistencia a la tensión de los materiales poliméricos? 10MPa – 100MPa (1 a 2 orden de menor magnitud que los metálicos)

15.Qué parámetro se usa para definir la cristalinidad de los polímeros? La densidad (Material amorfo: Estructura menos ordenada => Menos densa) (Material cristalino: Estructura ordenada => Más densa). C(%)=Pc(P-Pa)/P(Pc-Pa)*100.

16.Los polímeros con el peso molecular del orden de 1000 g/mol a temperatura ambiente son normalmente: a)Gases. b)Líquidos. c)Materiales cerosos. d)Sólidos.

17.Resistencia a la tracción de un polímero aumenta con: a)Aumento de la temperatura y la velocidad de deformación. b)Aumento de temperatura y disminución de velocidad de deformación. c)Disminución de temperatura y aumento de velocidad de deformación. d)Disminución de temperatura y aumento de velocidad de deformación.

13 – 1.Materiales compuestos? Los materiales compuestos son materiales que incorporan 2 o más fases (componentes), cuyas propiedades individuales se conservan en el material compuesto. -Los compuestos demuestran un nuevo conjunto de propiedades debido al funcionamiento conjunto de sus componentes.

2.Propiedades físicas básicas de los materiales compuestos?:a)Alta resistencia mecánica (soportan cargas elevadas sin fractura). b)Alta rigidez o alto módulo de elasticidad (el esfuerzo provoca sólo pequeñas deformaciones elásticas y plásticas.  c)Baja densidad (Mg-C, aplicaciones aeroespacial, deportiva,…). d)estabilidad a altas temperaturas (hasta 0.85-0.9 Tm !!!). e)Alta resistencia a la fatiga (soportan deformaciones periódicas, propagación de grietas)

3.Componentes principales de los materiales compuestos?: 1.Matriz y refuerzo La mayoría de los casos: los componentes de los compuestos difieren geométricamente o en su distribución espacial: -Un componente se caracteriza por la continuidad sobre el volumen de material compuesto y se define como la matriz(metales, polímeros, cerámica). -El elemento discontinuo de un compuesto se define como refuerzo (fibras, partículas duras finamente dispersadas, tela,.. ) Exención: estructura laminar. 2.La interfaz: La tercera parte del material compuesto Interfaz (frontera) bien definida existe entre los componentes.

4.Diferencia entre los modos de funcionamiento de los compuestos reforzados con fibras y particulados?  Fibras: Anisotrópicas (más resistencia de una cara=menos resistencia perpendicularmente a la fibras). Particulados: Isotrópico (aleatorias, presentan resistencia en todas sus direcciones vertical, transversal y longitudinal)

4.Aspectos geométricos: a)Compuestos reforzados por fibras: Las fibras de alta resistencia resisten la carga, la matriz une las fibras y redistribuye la carga. b)Compuestos particulados reforzados por partículas o endurecidos por dispersión: La matriz resiste la carga principal, el refuerzo crea la estructura que impide la deformación plástica de la matriz. No sólo la geometría, sino que los mecanismos de formación de alta resistencia son fundamentalmente diferentes en dos grupos básicos de compuestos.

5.Materiales típicos de las fibras de compuestos reforzados con fibras? a)Materiales inorgánicos: -Fibra de vidrio. -Fibra de polímero. -Fibra cerámica. b)Materiales orgánicos: -Fibra de carbono.

6.Abreviaciones siguientes significado?: PMC: Compuestos con la matriz polimérica. MMC: Compuestos con las matriz metálica. CMC: Compuestos con la matriz cerámica y de carbono.

7.Porqué las fibras poseen la resistencia mecánica más alta que los materiales correspondientes macizos? Porque la resistencia de los materiales frágiles se determina por los defectos existenciales en la superficie.

8.Asumiendo que los diámetros de fibras son iguales ¿cuál de los materiales de fibras posee la resistencia más alta a la propagación de grietas? (Material: Energía específica superficial, J/m2 y Young´s modulus, GPa): 1:100/200, 2:200/150, 3:60/100. Materiales 2 tiene resistencia más alta: 2*alfa pa arriba*E/Pi*o^2: Los dos términos se multiplican por tanto, el valor más alto, más alta tiene la resistencia.

9.Cuál es cierta?: a)Un materiales magnético duro presenta un alto campo coercitivo. b)La magnetización de remanencia és la magnetización máxima que se puede asumir. c)El campo coercitivo es el valor de campo al cual se asume la magnetización máxima del material. d)Un material magnético blando presenta un alto campo coercitivo.

10.Regla de mezclas para cualquier parámetro arbitrario del material compuesto: Pv=Vm*Pm+Vt*Pr.

11.Verdadero: La regla mezclas se aplica a la densidad de todos los materiales compuestos.

12.Falso: La regla de mezclas no se usa para calcular el módulo de Young de compuestos particulados pero se aplica al módulo de Young en una dirección arbitraria de materiales compuestos reforzados con fibras. Cambiar: Dirección arbitraria por Dirección axial a lo largo de las fibras.