¿Qué propiedades mecánicas aumentan y disminuyen en un tratamiento de temple? ¿Cómo se realiza en la práctica?
Definimos temple como el tratamiento térmico del acero en el que se le confiere mayor dureza resistencia a la tracción y elasticidad, mediante un enfriamiento rápido en agua, aceite o una corriente de aire, tras haberlo calentado a temperaturas superiores a la crítica. Pero un acero que sea demasiado duro es muy frágil y se le tiene que aplicar otro tratamiento térmico complementario del temple llamado revenido (temple-revenido = bonificado) que consiste en calentar el metal que ha sido templado a una temperatura definida y dejarlo enfriar lentamente. Los objetivos del bonificado son, dar dureza y resistencia a la tracción requerida según la necesidad y al mismo tiempo dar ductilidad y tenacidad para que tengan una óptima maquinabilidad.
Diferencias entre los tratamientos térmicos de temple y revenido. Cómo afectan a las propiedades mecánicas del hacer.
El temple consiste en un calentamiento del metal seguido de un enfriamiento de forma súbita. Obtenemos: un metal duro, resistente mecánicamente. El revenido es un tratamiento complementario del temple y se aplica a los metales templados. Obtenemos: una mejora en la tenacidad del metal con el fin de disminuir su dureza.Enunciar la regla de las fases de Gibbs y explicar el significado de cada término
Define el grado de libertad que posee el sistema dependiendo del tipo de variables.F= C-P+2 F= nº de fases. C= nº de componentes. P= nº de fases presentes. 2= nº de variables de estado. Establecer al menos dos diferencias entre aceros y fundiciones
Los aceros tienen un porcentaje menor de C <1,76% que las fundiciones > 1,76%.-Los aceros son más caros que las fundiciones.-Las fundiciones son más duras que los aceros.-Los aceros son más tenaces que las fundiciones, es decir, soportan mejor los golpes.¿Qué características tiene una aleación eutéctica en relación con la solidificación?
Las aleaciones con un contenido en carbono menor del 0,09% solidifican directamente en la fase ä, y luego se transforman alotrópicamente en la fase ã.Las aleaciones con un contenido en carbono superior a 0,09% e inferior a 0,53% solidifican dando lugar a una aleación peritéctica.Las aleaciones con un contenido en carbono superior a 0,53% solidifican directamente en la fase ã.¿Qué es una solución sólida?
Una solución sólida es una solución en estado sólido de uno o más solutos en disolvente. El soluto puede incorporar se dentro de la estructura cristalina del disolvente, bien mediante sustitución o reemplazando cada átomo del disolvente por un átomo del soluto.Tipos de soluciones sólidas. Explica sus diferencias
Sustitución > cuando algunos átomo de la red cristalina del metal se encuentran sustituidos por átomos de otro metal diferente.Inserción > cuando en los espacios interatómicos de la red cristalina de un metal se introducen átomos extreños (generalmente de un no metal).Explicar en qué consisten los tratamientos mecánicos. Ponga algunos ejemplos
Los tratamientos mecánicos mejoran las características de los metales por deformación mecánica, con o sin calor.Tratamientos mecánicos en caliente (forja) > consiste en deformar un metal en caliente golpeándolo fuertemente. Se mejora su estructura interna.Tratamientos mecánicos en frío > consiste en deformar el metal a temperatura ambiente, ya sea golpeándolo, por trefilado o laminación. Incrementa la dureza y resistencia mecánica.¿Qué es la martensita? ¿Cómo se obtiene?
La martensita es una solución sobresaturada de carbono en hierro y, si se exeptúa la cementita, es constituyente más duro de los aceros. La martensita se origina al someter una estructura austenítica a un enfriamiento muy rápido. No cristaliza en FCC, sino que debido a la deformación producida en dicha red por la inserción de los átomos de carbono, cristaliza en la red tetragonal centrada en el cuerpo.Explicar la varianza o grados de libertad de un sistema
La varianza o grado de libertad de un sistema es el número de variables (presión, temperatura y composición) que se pueden cambiar independientemente sin alterar el estado de la fase o de las fases en equilibrio del sistema elegido.Explicar en qué consistiría un tratamiento de temple en el acero. Cómo se realizaría. Cambios que produciría el tratamiento en su microestructura final y sus propiedades.
El temple es un tratamiento térmico característico de los aceros, consistente en su austenización; es decir, un calentamiento hasta una temperatura superior a la austenización (727ºC), seguido de un enfriamiento lo suficientemente rápido para obtener una estructura. Propiedades:Aunque la estructura martensítica es muy dura, es al mismo tiempo frágil. Al final obtenemos una estructura más dúctil y tenaz.Explicar las transformaciones eutectoide y eutéctica, así como la varianza o grados de libertad del sistema en esos puntos.
Eutéctica: el líquido de contenido en carbono (4.3%) se transforma a una alta temperatura convirtiéndose en austenita (2.11% en C) y cementita (6.67% en C).-Eutectoide: la austenita sólida se convierte a 727ºC en ferrita y cementita. Esta transformación es muy importante en algunos tratamientos térmicos de los aceros.Comente las diferencias principales existentes en cuanto a sus propiedades mecánicas entre fundición gris y un acero de construcción
Fundición gris: Son frágiles y poco resistentes a la tracción.Elevada resistencia a la ductilidad y esfuerzos de compresión.Aceros de construcción:Poseen elevada resistencia y tenacidad.Elevada ductilidad, permite soportar elevados esfuerzos de tensión, sin sufrir deformación.Explique las diferencias entre la resistencia mecánica y tenacidad
La resistencia mecánica se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.La tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura.Describa un tratamiento termoquímico superficial explicando en qué consiste, para qué se utiliza, qué ventajas tiene y cómo se realiza.
Consiste en operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura de los metales o aleaciones en estado sólido.Se utiliza para mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente dureza, resistencia y elasticidad. Ventajas: la superficie del material no se altera y la aparición de distorsiones baja.En relación con los tratamientos de los metales y aleaciones, describa un tratamiento térmico superficial, explicando en qué consiste, para qué se utiliza, qué ventajas tiene y cómo se realiza.
Es un proceso de fabricación que se realiza para dar unas características a la superficie de un objeto.Consiste en aumentar la dureza, disminuir la adhesión, aumentar la resistencia …Explique los puntos eutectoide y eutéctico e indique las trasformaciones que ocurren en ellos
Punto eutético: es la temperatura más baja a la que funde una aleación sólida a líquido.-Punto eutectoide
Es el punto más bajo en el que se establecen la austenita. De un constituyente a otro.Indique las diferencias que existen entre un tratamiento térmico y un tratamiento termoquímico
Tratamiento térmico: es el proceso al que se someten los metales con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas.Tratamiento termoquímico: son tratamientos térmicos en los que además de cambios de estructura, también se producen cambios en la composición química de la capa.Desde el punto de vista de la microestructura y las propiedades mecánicas, indique las diferencias más importantes entre las fundiciones blancas y grises.
Las fundiciones son una composición de hierro y carbono que se diferencian de los aceros en la composición (tiene mayor cantidad de carbono) y en la forma en que el carbono se une al hierro. Pueden ser de dos tipos, según su microestructura:Fundición blanca, el carbono se encuentra en forma de carburo de hierro, es decir, cementita.Fundición gris, el carbono se encuentra en forma de grafito laminar o esferoidal.Desde un punto de vista de las propiedades, las principales diferencias son:Fundición blanca: Muy dura y frágil debido a la gran cantidad de cementita que posee, hasta el punto de no poder ser mecanizada.Resistencia muy elevada y alta maleabilidad o ductilidad.Fundición gris:Muy frágil y poca resistencia a la tracció- Resistencia y ductilidad muy elevada a los esfuerzos de compresión –Muy fluidas por lo que es fácil moldear y permite la obtención de piezas complicadas.-Alta resistencia al desgaste.En relación con los sistemas metálicos, explique dos tipos de soluciones sólidas
Las soluciones entre sólidos tienen lugar cuando los átomos del metal que se disuelven se integra en la red cristalina del metal que no se disuelve.Pueden distinguirse dos tipos: -Soluciones por sustitución. Los çatomos de un se disuelven por sustitución del otro formando una sola red cristalina. El radio atómico de ambos ha de ser muy parecidos.-Soluciones por inserción. Los átomos de uno se insertan en los espacios libres de la estructura cristalina del otro. El radio de uno ha de ser muy pequeño respecto al otro.Sobre un diagrama Fe-C simplificado, señale la transformación eutéctica y la eutectoide
El acero tiene un contenido en carbono comprendido entre 0,008 y 2,1% (en general contiene menos de 1% en C). Existen diferentes tipos según su contenido en carbono, siendo el más extendido el acero con bajo contenido en carbono, que se caracteriza por tener una elevada resistencia mecánica y fácil mecanizado.La fundición gris tiene un contenido en carbono entre 2,5 y 4,0% y de silicio entre 1 3%. Su nombre se debe al color que toma la superficie cuando se fractura. Desde un punto de vista mecánico son frágiles y poco resistentes a la tracción, sin embargo la ductilidad y la resistencia a los esfuerzos de compresión son muy superiores.Explicar las diferencias en cuanto a composición y cita alguna propiedad mecánica representativa de las aleaciones del sistema hierro-carbono: aceros y fundiciones grises.
El acero tiene un contenido en carbono comprendido entre 0,008 y 2,1% (en general contiene menos de 1% en C). Existen diferentes tipos según su contenido en carbono, siendo el más extendido el acero con bajo contenido en carbono, que se caracteriza por tener una elevada resistencia mecánica y fácil mecanizado.La fundición gris tiene un contenido en carbono entre 2,5 y 4,0% y de silicio entre 1 3%. Su nombre se debe al color que toma la superficie cuando se fractura. Desde un punto de vista mecánico son frágiles y poco resistentes a la tracción, sin embargo la ductilidad y la resistencia a los esfuerzos de compresión son muy superiores.Explicar las diferencias que existen en la protección contra la corrosión entre una chapa de acero cincada o estañada. Razona qué ocurriría si las capas de protección dejan una pequeña zona al descubierto en una atmósfera corrosiva.
El zinc es anódico respecto al acero y se corroerá en presencia de una atmósfera agresiva, evitando el deterioro del acero. En ambientes pobres en oxigeno, el estaño es anódico respecto al hierro y lo protegerá.Si están en una atmósfera corrosiva, y hay un deterioro, la chapa de acero estañada se corroerá, en cambio la de zinc no.En relación con los tratamientos de metales y aleaciones, describa algún tratamiento térmico superficial, explicando en qué consiste, para qué se utiliza y cómo se realiza.¿Qué se entiende por cambio de estado alotrópico del hierro?Desde los puntos de vista de su microestructura y sus propiedades mecánicas. ¿Qué diferencias destacarías entre las fundiciones blanca y gris?¿Qué se obtiene con el tratamiento de revenido de los aceros?
Con este tratamiento se obtiene una mejora de la tenacidad del metal templado a expensas de disminuir un poco su durezaEn el sistema binario hierro-cementita, defina las siguientes fases y constituyentes: ferrita, austenita, cementita y perlita.Ferrita á: Solución sólida de insercción octaédrica del carbono en el hierro á. La ferrita se considera como hierro prácticamente puro, siendo el constituyente más blando y dúctil de los aceros.