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INSTITUTOTECNOLOGICO DE

ORIZABA

ING.MECANICA

Josiel Vladimir Vera Rosas Ingeniería Materiales Metálicos

INGENIERIA DE MATERIALES METALICOS

UNIDAD 4ING. MERINO PEREZ JORGE ENRIQUE

GRUPO2FUE

SALON46

PRESENTA:

VERA ROSAS JOSIEL VLADIMIR

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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

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No CONTROL:

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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?

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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 númerode 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?

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La mayor de los diagramas binarios utilizados en ciencia de materialesson 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 seagregan elementos aleantes a un metal, se pueden formar solucionessolidas o liquidas.

13.- ¿Cómo esta formada la solución solida?

La fase solida se forma por la combinación de dos o mas elementos queestán atómicamente dispersos, formando una única estructura (fase) yde composición variable (por ser una solución, hay un rango desolubilidad)

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 detemperatura 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 estadosolido

Tipo III: solubilidad total al estado líquido y solubilidad parcialal estado sólido.

18.- ¿Qué es la temperatura liquidus?

Se define como aquella arriba de la cual un material es totalmenteliquido

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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 solidificaciónde la aleación

21.- Que nos permite la regla de fases o de gibs?

Permite obtener los grados de libertad (F) para mantener el equilibrioen un sistema, en base al número de sus componentes (C) y fasespresentes (P), teniendo en cuenta la existencia de dos variablestermodinámicas independientes, usualmente presión y temperatura. Laregla 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 posiblescombinaciones porcentuales entre dos variables, oscilando cada una deellas entre el O y el 100% (Fig. 1). Consisten en una línea recta quepresenta en cada extremo una variable; la proporción de la mismapresente en la mezcla varía entre el 100% de la misma en su extremo yel 0% en el extremo correspondiente a la otra variable.

24.- ¿Qué es un diagrama ternario?

Los diagramas temarios o triangulares son la representación gráfica delas posibles relaciones o combinaciones entre tres elementos. Indicanla distribución de tres variables o componentes diferentes y consistenen la unión de tres diagramas binarios en los que las variables serepiten 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?

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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 queconfiguran los lugares geométricos en los que el porcentaje de unavariable 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 entredos variables la proporción que resta tras atribuir al tercercomponente un porcentaje fijo y determinado.

30.- ¿Qué se debe hacer para obtener una línea que represente unporcentaje determinado?

Para obtener una línea que represente un porcentaje determinado de unode los elementos considerados (A, B o C), se traza una paralela en ellado opuesto al vértice ocupado por dicho componente de forma tal quesus extremos sean los valores deseados.

31.-¿de dónde se obtienen estos datos?

Estos valores vienen dados por los diagramas binarios que constituyenlos lados que participan del componente analizado.

32.- ¿Qué se puede representar en el diagrama de equilibrio o de faseshierro-carbono?

 se representan las transformaciones que sufrenlosaceros al carbono con la temperatura, admitiendo que elcalentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamentede modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempopara completarse.

33.-¿Cómo se obtiene?

se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— pormétodos 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.

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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 enlas 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 temperaturaambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformacióndurante 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 quecomprende las aleaciones con menos del 2 % de carbono y que sellaman aceros y otra integrada por las aleaciones con más de un 2 % decarbono, las cuales se llaman fundiciones.

40.- ¿a qué se le conoce como tratamiento térmico?

Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones decalentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas detemperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, delos metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorarsus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia yla 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 sucomposición química como de la estructura cristalina que tenga. Lostratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterarla composición química, dando a los materiales unas característicasmecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos yenfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalinadeseada.

43.- ¿Cuáles son las características principales?

Entre estas características están:

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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 laspropiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo deprocesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal ensu estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con eltratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos,

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el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir unasuperficie dura con un interior dúctil.

48.- ¿Cuál es la clave de los tratamientos térmicos?

La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones quese producen en el material, tanto en los aceros como en las aleacionesno férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento yenfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.

49.- ¿Cómo se conoce a que temperatura debe elevarse un material pararecibir un tratamiento térmico?

Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que sereciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramasde 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 quesuceden 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 yresistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con

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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 laestructura del acero, también se producen cambios en la composiciónquímica de la capa superficial, añadiendo diferentes productosquímicos hasta una profundidad determinada.

57.- ¿Qué se requiere en estos tratamientos?

Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamientocontrolados en atmósferas especiales.

58.- ¿Cuáles son los objetivos más comunes de estos tratamientos?

Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentarla dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blandoy tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante,aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistenciaa 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 latemperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido demetales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámararefrigerada.

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60.- ¿Qué produce el endurecimiento?

El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta laresistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad. Elacero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarsehasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamenteentre 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 latemperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido demetales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámararefrigerada.

63.- ¿Qué produce el endurecimiento en el acero?

Produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a latracción (tensión) y disminuye la ductilidad.

64.- ¿Cómo se puede endurecer el acero al carbono?

El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarsehasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamenteentre los 790 y 830 °C

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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.

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5.- ¿Cómo está formada la solución solida?

La fase solida se forma por la combinación de dos o mas elementos queestán atómicamente dispersos, formando una única estructura (fase) yde composición variable (por ser una solución, hay un rango desolubilidad)

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 solidificaciónde la aleación

9.- ¿Qué es un diagrama binario?

Los diagramas binarios son la representación gráfica de las posiblescombinaciones porcentuales entre dos variables, oscilando cada una deellas entre el O y el 100% (Fig. 1). Consisten en una línea recta quepresenta en cada extremo una variable; la proporción de la mismapresente en la mezcla varía entre el 100% de la misma en su extremo yel 0% en el extremo correspondiente a la otra variable.

10.- ¿Qué es un diagrama ternario?

Los diagramas temarios o triangulares son la representación gráfica delas posibles relaciones o combinaciones entre tres elementos. Indicanla distribución de tres variables o componentes diferentes y consistenen la unión de tres diagramas binarios en los que las variables serepiten 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.

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12.- ¿Cómo se puede observar la mezcla eutéctica?

Por lo general, no se ve al microscopio, ya que a la temperaturaambiente la fase gamma no es estable y experimenta otra transformacióndurante el enfriamiento.

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