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Metales...

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Preguntas de repaso Parte 1 La Estructura de los metales

1.1. Explique la diferencia entre una celda unitaria y un monocristal Una celda unitaria es en grupo más pequeño de átomos que muestra la estructura de red de un metal, en cambio un monocristal es la que puede estar conformada por varias celas unitarias en el cual su red de cristal es continua y no esta interrumpida por bordes de granos 1.2. En las tablas sobre estructuras cristalinas, el hierro aparece listado con estructura tanto bcc como fcc ¿Por qué? A diferentes temperaturas un metalk como es el hierro puede formar estructuras diferentes, debido a un requerimiento menor de energía a dicha temperatura (Arriba de 912C y debajo de 1394 C el hierro forma una estructura bcc, pero entre 912- 1394 C forma fcc) 1.3. Defina Anisotropia ¿Qué materiales puede usted pensar distintos a los metales que exhiban un comportamiento anisotropico? Es una propiedad general de la materia en el cual sus propiedades (cualidades) difieren respecto a las diferentes direcciones que se lo pruebe, ejm Tejido de tela, triplay 1.4. Qué efectos tiene la recristalizacion en las propiedades de los metales Al formarse nuevos granos equiaxiales, este metal mejora sus propiedades de dureza y resistencia 1.5. Que es endurecimiento por deformación y que efectos tienen en las propiedades de los metales? Es el proceso para el incremento de esfuerzo cortante para que cause un incremento en la resistencia general del metal, el efecto que causa es elevar la deformación del metal, entonces eleva el número de enmarañamientos, y entonces la resistencia del metal 1.6. Explique lo que quiere decir las propiedades sensible e insensible a la estructura de los metales Las propiedades sensibles son las propiedades mecánicas y eléctricas de los metales, como es la cedencia, la resistencia, la fractura y la conductividad electrica que son afectados a las imperfecciones en la estructura cristalina de los metales, y las propiedades insensibles son las propiedades físicas y químicas que no son sensibles a las imperfecciones en la estructura cristalina de los metales

1.7.Haga una lista de cada uno de los tipos principales de imperfecciones en la estructura cristalina de los metales, y descríbalas Clasificacion - Defectos de línea, conocidos como dislocaciones - Defectos de punto, como una vacante (atomo faltante), un atomo interstical (atomo adicional dentro la red) o una impureza (atomo extraño) que ha remplazado al atomo del metal puro - Imerfecciones de volumen, como las cavidades o inclusiones (elementos no metálicos como oxidos, sulfuros y silicatos) -Imperfecciones planares, como ser las fronteras de grano 1.8. ¿Que influencia tiene el tamaño del grano en las propiedades mecánicas de los metales? Tiene influencia mayormente en la resistencia, dureza y la ductilidad, como también en el acabado superficial 1.9. ¿Cuál es la relación entre la tabla de nucleación y el numero de granos por unidad volumétrica de un metal? Que la tabla de nucleación dará a conocer el tamaño promedio con el cual estarán los granos 1.10. ¿Que es un sistema de deslizamiento, y cual es su significado? Es la combinación de un plano de deslizamiento y su dirección de deslizamiento, es el sistema que indica el grado con el cual puede ocasionar un esfuerzo cortante 1.11. Explique la diferencia entre recuperación y recristalizacion La recuperación se da debajo de la temperatura de recristalizacion en el cual se forman nuevos granos equiaxiales, en cambio en el punto de recriztalizacion se eliminan los esfuerzos en las zonas altamente deformadas 1.12. ¿Qué es fragilidad, y que significa? La3fragilidad3es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la3fragilidad3se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. 1.13. Explique las diferencias en trabajo en frio, en tibio y en caliente en los metales Trabajo en frio se refiere a la deformación plástica a temperatura normal (por la temperatura ambiente), en cambio el trabajo en frio se realiza arriba de la temperatura de

recristalizacion, y el trabajo en tibio se da entre un punto intermedio entre la temperatura de frio y calor 1.14. Describa el efecto de cascara de naranja Es cuando los granos grandes producen una apariencia superficial aspera en los metales laminados, cuando son estirados para formar una pieza, o cuando la pieza de metal es sujeta a compresion 1.15. ¿Por qué no pueden algunos metales como el plomo hacerse mas resistentes al ser trabajados en frio? Porque se recristalizan a temperatura ambiente 1.16. Describa las diferencias entre la orientación preferida y las fibras mecánicas La orientación preferida es el proceso cuando un cristal de metal se somete a tensiones de bloque en deslizamiento, en cambio las fibras mecánicas es la alineación de impurezas, inclusiones y huecos del metal durante la deformación debilitando la estructura 1.17. En microscopia, es práctica común someter a ataque químico a un metal, a fin de resaltar las fronteras de grano y las microestructuras. Explique por que Porque tienen una energía más elevada que los átomos y una gran reactividad 1.18. ¿Qué es Maclacion? ¿En qué manera difiere del deslizamiento? Es un mecanismo de deformación plástica en el cual una porción del cristal forma una imagen a espejo de sí mismo a través del plano de maclado, la diferencia con el deslizamiento que este se forma de una manera abrupta y ocasiona un ruido de ruptura

Comportamiento mecánico, prueba y propiedades de manufactura de los materiales Parte 2 2.1. Distinga entre esfuerzo real y esfuerzo ingenieril El esfuerzo ingenieril es teórico y se define como la relación de la carga aplicada con el área transversal, en cambio el esfuerzo real toma en cuenta el área transversal como una variable ya que ira cambiando constantemente, entonces el esfuerzo real solo puede ser medido instantáneamente 2.2. Describa los elementos que ocurren cuando un espécimen sufre un ensayo a la tensión. Trace una curva de esfuerzo de deformación, identifique todas las regiones y los puntos significativos entre los mismos. Suponga la carga continua hasta la fractura Punto de fluencia: Cuando el cuerpo ya no puede volver a su estado normal

2.3. ¿Qué es ductilidad y como se define? Se entiende por ductilidad a la cantidad de deformación plástica que sufre el material antes de su fractura, sus dos medidas comunes son elongación total y reducción de area 2.4. En la ecuación δ=Kε^µ, que representa la curva de esfuerzo- deformación de un material, ¿Cuál es el significado del exponente µ? Significa el exponente de endurecimiento por deformación (o endurecimiento por trabajo) 2.5. ¿Qué es sensibilidad a la velocidad de deformación, y como se mide? Es un pendiente m que se obtiene atraves de lazos log-log 2.6. ¿Qué prueba puede medir las propiedades de un material que esta sufriendo deformación cortante?

Ensayo de torsión 2.7. ¿Qué procedimiento de prueba se puede utilizar para medir las propiedades de materiales frágiles, como los cerámicos y los carburos? Ensayo de flexion , que por lo general involucra un espécimen que tiene una sección transversal rectangular y esta soportado en sus extremos 2.8. Describa las diferencias entre fractura frágil y fractura ductil La fractura ductil se caracteriza por presentarse en la deformación plástica mayormente en aleaciones, en cambio en la fractura frágil se presenta en poca o ninguna deformación plástica, y ocurre a lo largo de un plano cristalográfico (plano de separacion), en el cual el esfuerzo a la tensión es máxima 2.9. Explique la diferencia entre relajación de esfuerzos y fluencia (de cedencia) La relajación de esfuerzo esta relacionado con la cedencia, es el tramo donde la carga se reduce en magnitud, en cambio la fluencia es el punto donde el cuerpo al deformarse ya no puede regresar a su estado original 2.10. Describa las diferencias entre comportamiento elástico y comportamiento plástico El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la3tensiónmáxima que un3material elástico3puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la3ley de Hooke. Los materiales sometidos a tensiones superiores a su límite de elasticidad tienen un3comportamiento plástico. Si las tensiones ejercidas continúan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El límite elástico marca, por tanto, el paso del campo elástico a la zona de fluencia. Más formalmente, esto comporta que en una situación de tensión uní axial, el límite elástico es la tensión admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material.3 2.11. Explique que es la elongación uniforme en el ensayo de tensión Es la elongación que se da constantemente cuando el espécimen esta con esfuerzo de traccion 2.12. Escriba las diferencias entre la rapidez de deformación y velocidad de deformación ¿Qué unidad tiene cada una de ellas?

Que la rapidez de deformación es la velocidad a la cual el ensayo de la tensión se efectua en unidades (m/s), en cambio la velocidad de deformación esta en funvion a la longitud del espécimen (s^-2) 2.13. Describa las dificultades involucradas en la elaboración de un ensayo de compresión La friccio0n entre el espécimen y los planos causando rozamiento al deformarse la pieza, no pudiendo asi encontrar los esfuerzos reales de compresion 2.14. ¿Qué es la ley de Hooke? ¿El modulo de young? ¿La relación de Poisson? La ley de Hooke dice que el modulo de elasticidad es escencialmente una medida de la pendiente de la porción elástica de la curva y por tanto de la rigidez del material, el modulo de Young o de elasticidad es la relación de el esfuerzo de la deformación y la deformación, la relación de poisson es el valor absoluto de la relación eneste espécimen de la deformación lateral en relación con la deformación logitudinal 2.15. ¿Qué es la formación de cuello? Es Corresponde al efecto que pasa de una pieza sujeto a tracción, donde una región el área va disminuyendo y se va haciendo mas duro 2.16. ¿Cuál es la razón por la que la resistencia a la cedencia se define como el 0,2% de la resistencia compensada? La dificultad de determinar el punto exacto en la curva esfuerzo-deformacion donde inicie la cedencia, entonces se toma esta suposición experimental 2.17. ¿Por qué la resistencia a la fatiga de un espécimen o de una parte o de una pieza depende de su acabado superficial? Porque reduce el efecto de muescas y otras imperfecciones superficiales 2.18. Si bajo el examen microscópico de un examen de fractura se observan estrías ¿Qué es lo que sugieren con relación al modo de fractura? Que es una fractura por fatiga 2.19. Explique las diferencias entre una fractura transgranular y una fractura intergranular En la fractura transgranular la grieta se propaga a través del grano, y en la intergranular se propaga a través a lo largo de las fronteras de grano

Propiedades físicas de los materiales Parte 3 3.1. Liste razones por las quela densidad es una propiedad del material importante en la manufactura Por la relación peso volumen que da a conocer, ya un metal con alta densidad no será usado en aeronaves, afecta también en la resistencia especifica y la rigidez especifica 3.2. ¿Por qué es un factor importante el punto de fusión de un material en los procesos de manufactura? Sirve para escoger materiales que puedan resistir elevadas temperaturas, y para saber la energía necesaria que se necesita para llevarlo a esa temperatura 3.3. ¿Qué efectos adversos pueden ser causados por la dilatación térmica de los materiales? Grietas, encogecimiento del material, doblez de la pieza y aflojamiento 3.4. ¿Qué es el efecto piezoelectrico? Es un efecto que se puede observar en algunos materiales como el cuarzo y la cerámica, en el cual existe una interacción irreversible entre una deformación elásticas y un campo magnético (convierten la deformación en energía eléctrica) 3.5. ¿Qué factores coducen a la corrosión de un material? Las reacciones químicas, la resistencia a la oxidación, el tipo de material y el entorno particular 3.6. ¿Qué es pasivacion? ¿Cuál es su significado? Son los procesos donde la película protectora es rayada y queda expuesta el metal por debajo, y se vuelve a formar una nueva película de oxido 3.7. ¿Cuál es la diferencia entre conductividad térmica y calor especifico? El calor especifico es la energia requerida para elevar la temperatura en una unidad, en cambio la conductividad térmica es la tasa el cual el calor fluye dentro y atraves del material 3.8. ¿Qué es agrietamiento por esfuerzo-corrosión? ¿Por qué también se llama agrietamiento estacional? Es el efecto que pasa por un entorno corrosivo en la integridad de un producto que, tal y como fue manufacturado quedo con esfuerzos residuales 3.9. ¿Cuál es la diferencia entre un superconductor y un semiconductor?

Los semiconductores son los materiales que tienen resistividad electrica casi cero, en cambio los semiconductores son sensibles a la temperatura y la presencia y tipo de diminutas impurezas

Aleaciones de metales: Su estructura y endurecimiento mediante el tratamiento térmico Parte 4 4.1. Describa las diferencias entre un soluto y un solvente? Un soluto es el elemento de la solución con menor proporción en cambio el solvente es el que mayor proporción tiene en la solución 4.2 ¿Qué es una solución solida? Es aquella solución en la cual la aleación se mantiene la estructura cristalina particular del solvente 4.3. ¿Cuáles son las condiciones para obtener a) Soluciones solidas sustituciones; b) Intersticiales? a) –Los dos metales deben tener estructuras cristalinas similares -La diferencia en sus radios atómicos debe ser inferior al 15% b)-El átomo de solvente debe tener mas de una valencia -El radio atómico del átomo de soluto debe ser inferior al 59% del radio atómico del solvente 4.4. ¿Cuál es la diferencia entre un sistema monofásico y un bifásico? En que en el sistema monofásico se da cuando los elementos están uniformemente distribuidos en toda la masa sólida, en cambio el sistema bifasico está limitado por alguna concentración máxima de átomos de soluto en la red atómica del solvente 4.5. Explique lo que quiere decir ‘partícula de segunda fase’ Son partículas finamente dispersas, que sirve para endurecer las aleaciones y controlar sus propiedades 4.6. Describa las características de un diagrama de fase - La energía de calor latente de solidificación - Estado liquidus y solidus - El equilibrio significa que el estado de un sistema se mantiene constante a lo largo de un periodo indefinido de tiempo 4.7. ¿Qué indican los términos equilibrio y constitucional cuando se los aplica a los diagramas de fase?

Equilibrio significa que el estado de un sistema se mantiene constante a lo largo de un periodo indefinido de tiempo Constitucional indica las relaciones entre la estructura, la composición y la formación física de la aleación 4.8. ¿Cuál es la diferencia entre eutéctico y eutectoide? Que eutéctico es el punto en el cual la solución liquida se descompone en los elementos o componentes alfa y beta, y el punto con la temperatura mas baja en la cual la solucion sigue siendo liquida, en cambio el punto eutectoide es el punto en el que se pasa de un constituyente a otro, o que una fase solida se convierte en dos fases solidas diferentes 4.9. ¿Qué es revenido, como se hace? Es un proceso de calentamiento mediante el cual se reduce la dureza y se mejora la tenacidad 4.10. Explique lo que significa la severidad del temple Tasa de enfriamiento de la aleación 4.11. ¿Qué son los precipitados? ¿Por qué son de importancia en el endurecimiento por precipitación? Son partículas pequeñas de una fase diferente, son importantes ya que ellos aumentan la resistencia de un metal 4.12. ¿Cuál es la diferencia entre envejecimiento natural y artificial? Que el envejecimiento artificial se lo lleva por encima de la temperatura ambiente, en cambio el envejecimiento natural se lo lleva a cabo a temperatura ambiente 4.13. Describa las características de la ferrita, austenita y cementita - Austenita es un estado de hierro cuando sufre una transformación poliforma, de una estructura bcc a una estructura fcc - Ferrita es una solucion solida del hierro cubico centrado en el cuerpo; tiene una solubilidad solida máxima de 0.022% de carbono a una temperatura de 727 C -Cementita o carburo que es 100% carburo de hierro con un contenido de carbono de 6.67%, es un compuesto intermetalico muy duro y frágil y tiene una influencia significativa en las propiedades delos aceros 4.14. ¿Cuál es el propósito del recocido? Es el de restaurar las propiedades originales de una aleación trabajada en frio o con tratamiento térmico a fin de mejorar algunas propiedades o la microestructura del metal

Metales y aleaciones ferrosas: Producción, Propiedades generales y aplicaciones Parte 5

5.1. ¿Cuáles son las principales clases de aleaciones ferrosas? Aceros al carbono y aleación, los aceros inoxidables, los aceros para herramientas y dados, los hierros fundidos y los aceros fundidos 5.2. Liste las materias primas básicas que se usa en la fabricación de hierro y acero, y describa sus funciones El mineral de hierro, la piedra caliza y el coque; El hierro es el elemento escencial y vital, el coque y sirve para reducir de oxido de hierro a hierro y la piedra caliza sirve para remover impurezas del hierro fundido 5.3. Liste los tipos de horno utilizados comúnmente en la fabricación del acero y describa sus características Horno Electrico: Horno de poca electricidad, genera calor atraves de 3 electrodos, y genera temperaturas altas como 1925 y genera la mejor calidad de acero y aleaciones Horno de oxigeno: Basico: Gran capacidad (Mas de 200 Tn, a bajo tiempo (35 o 50 minutos) Horno de vacio: Para hacer aceros de alta calidad, ya que se especializa en eliminar impurezas gaseosas del metal fundido 5.4. Liste y explique las características de los tipos de lingote de acero Acero muerto: Acero totalmente desoxidado (oxigeno eliminado y porosidad tambien), este se obtiene cuando en el proceso de desoxidación se le hace reaccionar con aluminio vanadio, y manganeso que tienen afinidad con el oxigeno, su desventaja de este lingote es que puede haber rechupe en ella Acero semimuerto: Es un acero parcialmente desoxidado, contiene algo de porosidad péro tiene poco o ningún rechupe, estos aceros son de producción económico Acero efervecente: Es un acero que tiene un bajo contenido de carbono, los gases generados son controlados solo de manera parcial, no tienen rechupe, y son ductiles con un buen acabado superficial, sin embargo las sopladuras pueden atravesar la película si es que no esta completamente controlada, estos aceros pueden ser defectuosos 5.5. ¿Qué significa refinacion?, como se hace

Proceso que disminuye o elimina la cantidad de impurezas en la aleación, para la confiabilidad de las propiedades y caracteristicas del metal, este se hace por refinado secundario en olla y en cámaras de vacio, también por refinado de inyección que consiste en la fusión y procesamiento en vacio 5.6. ¿Qué ventajas ofrece la colada continua sobre el vaciado de lingotes? Que producen haceros de mejor calidad y un costo reducido 5.7. Nombre los cuatro elementos de aleaciones que tienen el mayor efecto sobre las propiedades de los aceros Boro: Mejora la templabilidad sin la perdida de maquinabilidad Calcio: Desoxida los aceros, mejora la tenacidad y puede mejorar la confortabilidad y la maquinabilidad Carbono: Mejora l templabilidad, la resistencia mecánica, la dureza y resistencia al desgaste, pero reduce la ductilidad, la soldabilidad y la tenacidad Cerio: Controla la forma de las inclusiones y mejora la tenacidad en los aceros de alta resistencia de baja aleación, desoxida los aceros 5.8. ¿Qué son los elementos en estado de traza? Son los elementos residuales que se produce durante la producción del acero, su refinación y procesamiento 5.9. ¿Cuáles son los porcentajes de contenido de carbono en los a...