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Tecnología 1PRIMER PARCIAL1. CUALES SON LOS PROCESOSBÁSICOSDEMEJORADEPROPIEDADESMECÁNI CASENMETALES? EXPLICACIÓN DE CADA UNO DE ELLOS.Lo que se suele buscar en los materiales, en la mayoría de los cas os, es que posean una elasticidad y una ductilidad elevada, o más elevada que la so licitación a la...

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Tecnología 1 PRIMER PARCIAL 1.  CUALES SON LOS PROCESOS BÁSICOS DE MEJORA DE PROPIEDADES MECÁNICASEN METALES? EXPLICACIÓN DE CADA UNO DE ELLOS. Lo  que  se  suele  buscar  en  los  materiales,  en  la  mayoría de los casos, es que posean una elasticidad  y  una  ductilidad  elevada,  o  más  elevada  que  la  solicitación  a  la que son  sometidos. En definitiva, se quiere que  el  material  sea MÁS DURO.  Los materiales poseen propiedades  mecánicas  propias  de  sí  mismos, relacionadas con la intensidad de enlaces químicos. Pero es posible mejorar estas propiedades: A. POR SOLUCIÓN SÓLIDA: Los  átomos del soluto hacen que el  deslizamiento de enlaces no sea tan plano, por lo que hace su rotura más difícil B. POR PRECIPITADOS DURO: Los planos de desplazamientoquedan inutilizadosporla presencia de un precipitado duro, que debe ser más duro que lo que se  desea  endurecer C. POR DISMINUCIÓN DEL TAMAÑO DE GRANO. Como dijimos, la cristalografía de los metales se agrupa en  granos. Cuanto más pequeño  el  grano, los enlaces  serán menos planos, y más distribuidos, lo que hará su rotura más difícil D. POR DEFORMACIÓN  EN  FRÍO:  al  deformar  plásticamente un  material, hacerlo más fino  por  ejemplo,  se  aumenta  la  resistencia  pero  disminuye  la  ductilidad. EL MATERIAL  ADQUIERE  ACRITUD:  AUMENTA  LA  DUREZA,  LA  FRAGILIDAD Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN  2.  ESCRIBA  LAS  FÓRMULAS  BÁSICAS DEL ALTO HORNO,  IDENTIFIQUE  EL AGENTE REDUCTOR Primer  tratamiento  del  material,  con  el  objetivo  de  eliminar  los  óxidos  y  algunos otros  elementos  no  necesarios.  Se  purifica  un  80%.  En  un  crisol  se  pone  molido el  carbón (vegetal-madera o coque-de mina) junto con caliza (CO3Ca) y el mineral de hierro. El mismo crisol lo calienta con calefacción e insuflándole aire caliente. Es un proceso contínuo en crisoles gigantes.  El crisol está recubierto en un  refractario  para  protegerlo  de  la  fricción  y  las  altas  temperaturas;  puede  ser:  Ácido (sólo protección) o  Básico  (también  ayuda a eliminar el fósforo, es más caro, se usa si es necesario)  Sale de él por un lado la escoria, formada por el Silicio,elfósforoyelazufreque sepegana  la caliza (entre otras cosas) y por otro el ARRABIO=Feo + C al 4%.  Ecuaciones: ฀ Fe2O3 + 2CO = 2Feo + 3CO2 ฀ FeO + CO = FeO + CO2 (El monóxido de carbono –agente reductor,  liberado por el carbón encendido- se pega al oxígeno que está oxidando al hierro. Nosquedael hierro puro y el dióxido de carbono se va como gas).   1 - Entrada / salida; 2 - Secado y precalentamiento; 3 - Reducción; 4  -  Disolución del carbono; 5 - Fusión; 6  - Fundición: *A - Productos básicos; * B - aire caliente; * C - escoria; * D - arrabio; * E - gas de alto horno  

3. CUAL ES EL PRODUCTO OBTENIDO DEL ALTO HORNO Y PARA QUE SE USA. Una  vez  obtenido  el arrabio líquido, se puede introducir en distintos tipos de coladura para  obtener unos materiales determinados: la colada convencional, de la que se obtienen productos acabados; la colada continua, de la que se obtienen trenes  de  laminación y,  finalmente, la colada sobre lingoteras, de la que lógicamente se obtienen lingotes.  4. DEFINICION DE DUCTILIDAD – ACRITUD – ELASTICIDAD  –  RESILIENCIA  – DUREZA – TENACIDAD - MALEABILIDAD A. Ductilidad: es la  habilidad que permite que un material sea deformado hasta una longitud  considerable  sin  que  se  rompa.  Los  materiales  seleccionados  para ser alambre deben ser bastante dúctiles. B. Acritud: es la propiedad de un metal que se traduce en el aumento de  la  dureza, fragilidad y resistencia a la tracción, por efecto de las deformaciones en frío. C. Elasticidad: es la habilidad que tiene un material que ha  sido deformado de alguna manera  para regresar a  su estado y tamaño original, cuando se a la acción que ha producido la deformación. D. Resiliencia: es la capacidad de un material para regresar a su forma original después  de que se le ha aplicado una fuerza de deformación. E. Dureza:  es  la  oposición  que  ofrecen  los  materiales  a  alteraciones  como  la penetración,  la  abrasión,  el  rayado,  la cortadura,  las deformaciones permanentes, entre otras. F. Tenacidad:  Es  la  capacidad que tiene  un  material  de  absorber energía  sin producir Fisuras (resistencia al impacto). G. Maleabilidad: esta propiedad que permite que un material que sedeformemediante martilleo,  rolado  o prensado, sin romperse. Aumenta normalmente cuando el material está caliente.  5. QUE ES LA RIGIDEZ? QUE PIEZA DISEÑARìA APROVECHANDO ESTA CARACTERÍSTICA? La  rigidez  es  una  medida  cualitativa  de  la  resistencia  a  las  deformaciones  elásticas producidas por un material, que contempla la capacidad de un elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones. Ej: polea.  6. DESCRIBA EL LAMINADO EN CALIENTE DEL ACERO Y CUALES SON LAS VENTAJAS El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto  fundido en lingotes  de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar parapoder  convertir el acero en  los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo.  El proceso de laminado consiste en calentarpreviamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que  permita ladeformacióndellingote por un proceso de estiramiento y desbastequeseproduceenuna cadena decilindros apresión llamado tren de  laminación. Estos  cilindros van  conformando  el perfil deseado hasta  conseguir  las  medidas adecuadas. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias  muy  ajustadas  y  por  eso  muchas  veces  a  los productos  laminados hay  que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su tolerancia.  7. EN UN  GRAFICO DE  TRACCION,  MARQUE  LAS DIFERENTES ZONAS  Y  EXPLIQUE QUE SUCEDE EN CADA  UNA  DE  ELLAS  (ELASTICA  – PLASTICA – ROTURA) Consiste en estirar un cuerpoparaobservarcuales el periodo  elástico,  cuál  es  su  límite de elasticidad,

cuando entra en el periodo plástico, y cuando se rompe.  ●  : periodo elástico, donde el material no presenta deformaciones permanentes. En el fin del periodo elástico se encuentra la zona de fluencia, que se produce  por  que  la  dislocación  de  la red cristalina no puede volver  a  su original generando deformaciones permanentes ● : periodo de resistencia a la rotura. PERIODO PLASTICO. ● LA  LEY  DE  HOOKE:  la  fuerza  que  se  aplica  es  proporcional  a  la  deformación:  MÓDULO ELÁSTICO=LÍMITE ELÁSTICO/ALARGAMIENTO ● El módulo de Young E. a mayor valor, más  fuerte y menos DÚCTIL es el material, ES  DECIR  QUE SE  DEFORMA POCO ANTE LA FUERZAEJERCIDA.ENELGRÁFICO, ESLA  PENDIENTE, ANTE MAYOR PENDIENTE, MÁS ELÁSTICO EL MATERIAL ● El área  bajo la curva A es el periodo de RESILIENCIA, que es la energía que puede absorber un cuerpo durante el periodo elástico ● EL Área total se llama TENACIDAD. ● En la cristalografíadelmaterial,cuandoseloestátraicionando,loquesehacea nivel microscópico es estirar las uniones entre  átomos, y al soltarlo se vuelve a su posición  inicial. Cuanto más rígido es el material, menos tenderán estos enlaces a deformarse. ● LA DEFORMACIÓN  PLÁSTICA  NO  DEPENDE DE  LA ROTURA  DEL MATERIAL, SINO DEL ENLACE QUÍMICO ENTRE ÁTOMOS. ● EN  LOS  METALES,  SU TIPO  DE ENLACE ADIRECCIONAL, PERMITE UN DESFASAJE DE LOS ENLACES SIN ROMPERSE, MIENTRAS QUE EN LOSCERÁMICOS EL ENLACE ES COVALENTE Y POR LO TANTO DIRECCIONAL, POR ESO NO RESISTE EL DESFASAJE. LOSMETALESSONMÁSDÚCTILESYPORLOTANTOMÁSDUROSQUE LOS CERÁMICOS. ● En el diseño, se busca, ono, que los materiales nosuperen su límiteelástico, es decir que puedan someterse a una solicitación tal y aun así no presenten deformaciones  8. QUE ES LA ACRITUD  Y QUE  PROBLEMA TRAE ALPROCESO DE ESTAMPADO.COMOSE PUEDE REDUCIR ESTE PROBLEMA? La acritud es la propiedad de un metalquesetraduce en el aumento de la dureza, fragilidad y resistencia a la tracción, por efecto de las deformaciones en frío. El  estampado de metales es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal  a  una  carga  de  compresión entre  dos  moldes.  La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. ● Estampaciónencaliente: Este tipo de estampación se realiza conel materiala mayor temperatura que la temperatura de recristalización que en el  caso del hierro es de 910ºC. El producto obtenido tiene  menor  rugosidad  (mecánica) y  precisión dimensional que cuando se trabaja en frío, pero con la ventaja de poder obtener mayores deformaciones en caliente. ● Estampación en frío: La estampación en frío  se realiza con el  material  a menor temperatura que la temperatura  de  recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura  microscópica. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja encaliente,usualmente chapas o láminas de espesor uniforme. Las principales operaciones de estampación en frío son: ○ Troquelación: punzonado  (realización  de  agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación. ○ Embutición: obtención de cuerpos huecos a partir de chapa plana. ○ Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.

Los materiales utilizados  en la  estampación en frío  son dúctiles y maleables,comoel acero de baja  aleación,  las aleaciones de aluminio (preferentemente  al  magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.  9.  QUÉ  FÓRMULA  RELACIONA  EL  ESFUERZO,  EL  MATERIAL  Y  LA  FORMA EN LA TRACCIÓN?       10. QUE ES UN ACERO ALEADO Y QUE  PROPIEDADESTIENE?COMOSEAPROVECHAN EN EL DISEÑO? Acero aleado es una posible variedad de elementos  químicos en cantidades en peso para  mejorar  sus  propiedades mecánicas. Los  aceros aleados se dividen en dos  grupos: aceros de  baja  aleación y  aceros  de  alta  aleación. La distinción entre  los dos varía: Smith and Hashemi sitúan la barrera en el4%enpesodealeantes,mientrasqueDegarmolodefineen el 8,0 %.1 2 La expresión acero aleado designa más comúnmente los de baja aleación. Todo  acero es  en realidad una  aleación, pero no todos los aceros son "aceros aleados".Los aceros más simples son hierro (Fe) (alrededor del 99 %) aleado con carbono(C)(alrededor del  0,1 -1  %, dependiendo  del  tipo).  Sin  embargo,  el término "acero aleado" es el  término estándar referido a aceros con otros elementos  aleantes además del carbono, que típicamente son el manganeso (el más común), níquel, cromo, molibdeno, vanadio, silicio,y  boro.  Aleantes  menos  comunes pueden ser el aluminio, cobalto,  cobre, cerio,niobio,titanio, tungsteno, estaño, zinc, plomo, y zirconio. La  mejora de propiedades de los aceros aleados semuestraacontinuación,conrespectoa  los aceros al carbono: resistencia, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, templabilidad, y  resistencia  en caliente. Para alcanzar esas mejores propiedades el acero puedenecesitar un tratamiento térmico.  11. PARA QUE SE HACE UN REVENIDO. EL REVENIDO: CONSISTE EN CALENTAR EL ACERO  A UNA TEMPERATURAMÁSBAJA QUE TEMPERATURA  CRÍTICA  (Similar a recocido pero con menos temperatura),  Y LUEGO ENFRIANDOLO MÁS PAULATINAMENTE. Es  un  tratamiento  térmico  a  un  material  con  el  fin  de  disminuir  su  dureza  y  cambiar su resistencia mecánica. El propósito fundamental es disminuir lagranfragilidadquetienenlos aceros  tras  el  tratamiento  de  temple  (mejorar  la  tenacidad  perdida y se disminuyen las  tensiones internas del material).  12. QUE ES UN ACERO TEMPLADO? EL  TEMPLE:  CONSISTE  EN  CALENTAR  EL  ACERO POR ARRIBA DE SU TEMPERATURA CRÍTICA  Y SE  ENFRÍA RÁPIDAMENTE (por encima de la temperatura de cristalización ypor debajo de la de fusión para después  tirarlo rápido al agua fría),PARAQUENOMIGRENLOS  CARBONOS. Con esto se adquiere ACRITUD, es decir, alta dureza pero muy frágil.  El temple implica que no se endurezca  solo la superficie, sino enprofundidad. Paraqueunacerosea templable, es decir pueda aumentar su dureza por tratamiento térmico, es necesario que posean más de 0,1% de carbono. Forma también la Martensita (rigidez+ductilidad) 

13.  QUE  RELACIONA  EL  ESFUERZO,  EL  MATERIAL  Y LA  FORMA  EN UN ESFUERZO DE FLEXIÓN?      14. QUE ES LA DUREZA DE UN MATERIAL? EXPLIQUE UN MÉTODO DE MEDICIÓN La dureza es la oposición que ofrecen los  materiales a alteracionescomolapenetración,la  abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Cálculo  de  dureza:  Es  un  método rápido, aproximado y barato  de cuantificar la resistencia.  Se presiona el  material con una punta y semideel hueco que deja. No sirve para cerámicas  ni vidrios. Dureza=Fuerza/Superficie ● Durómetro Brinell (HB): Punta redonda, para materiales dúctiles ● Durómetro Vickers  (HV):  Punta  piramidal  de diamante,  para materiales de dureza intermedia ● Durómetro Rockwell (HR): Punta de cono de diamante, para materiales duros  15. QUE ES LA DUCTILIDAD Y COMO SE APROVECHA EN EL DISEÑO DE PIEZAS? La  ductilidad es una propiedad que presentan  algunos  materiales, como las aleaciones metálicas  o  materiales  asfálticos,  los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse plásticamente de manera sostenible sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.  16. EN UN GRÁFICO DE TRACCIÓN, IDENTIFIQUE LA ZONADEFLUENCIAYEXPLIQUEPOR QUÉ SE PRODUCE. En el fin del periodo elástico se encuentra la zona de fluencia, que se produce por que la dislocación de la red cristalina no puede volver  a su original generando deformaciones permanentes.  17. ENUMERE LAS PROPIEDADES DEL ACERO. ● 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 acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó  unidades  ROCKWELL  C (HRC),  mediante test  del  mismo nombre.  18. QUE ES LA CEMENTACIÓN DEL ACERO Y CUANDO SE HACE? QUE VENTAJA TIENEEN EL DISEÑO UN ACERO CEMENTADO? La cementación es un tratamiento  termoquímico  que  se  realiza al acero de bajo carbono (menos del 0.25%) que no está templado con el objetivo de enriquecerlo  en carbono (más del 0.8 %) la capa superficial. La cementación tiene por objeto endurecer  la  superficie  de  una  pieza  sin  modificar su núcleo,  originando  una  pieza  formada por  dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a  la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de carbono. 

19. QUE SE BUSCA, AL ALEAR EL ACERO CON OTROS ELEMENTOS? Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente  menor  que  los  metales  puros.  Las  propiedades  físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las  propiedades  mecánicas  tales como dureza, ductilidad, tenacidad y otras pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales.  20.  QUE  ES  UN  TUBO  CON  COSTURA Y COMO SE FABRICA? CUANDO SE EMPLEA EN EL DISEÑO? Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el  tubo. En los tubos más pequeños, losbordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre  un  par  de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficiente para soldar los bordes.  21. QUÉ CARACTERÍSTICAS LE CONFIERE AL FE EL C? El acero es una aleación de hierroconunapequeñaproporcióndecarbono, quecomunica a aquel propiedades especiales tales como dureza y elasticidad  22. GRÁFICO DE FASES FE – C , EXPLICAR QUÉ ES LA FERRITA  (Fe α)=Compuesta  por muy poco carbono.Esteseubicaenlos huecos  que  dejan los átomos de hierro en su  red cristalina y tiene  propiedades  magnéticas.  Es  muy  dúctil y blanda. En su red cristalina el átomo de carbono está ubicado en el centro. Generalmente en  los hierros  alfa, y es una  solución sólida ESTABLE.   23.  GRÁFICO  DE  FASES FE-C  ,  EXPLICAR QUÉ ES LA AUSTENITA  (Fe  ɣ)= La  austenita  es  dúctil,  blanda  y  tenaz.  Es la forma cúbica  centrada  en  las  caras  (FCC) del  hierro.  Admite mayor contenido de C. De mayor dureza que la ferrita.     24.  GRÁFICO  DE  FASES  FE-C,  EXPLICAR QUÉ  ES LA CEMENTITA (Carburo de hierro)= Compuesto químico en donde el C no forma aleación con el  Fe.  Es UN PRECIPITADO DURO, no una solución  sólida,  ya que la  cantidad  de  carbono es  igual  a a la del  hierro  (para  que  sea  una  solución  sólida,  debe existir más elemento de base que de aleación).   25. GRÁFICO DE FASES FE-C, EXPLICAR QUÉ ES LA PERLITA Mecánicamente las perlitas tienenlas propiedadesintermedias entre la blanda  y dúctil  ferrita yladuray quebradizacementita. Los espesores de las capas de ferrita y de cementita también

influyen  en  el  comportamiento  mecánico  del  material.  La  perlita  fina es  más dura y resistente que la perlitagruesa. Esunsistemaestable porquesuenfriamientoesMUYlento, pero posee muchas tensiones internas que lo hacen muy frágil. 26. QUE ES LA MARTENSITA? ES UNA FASE ESTABLE O METAESTABLE? PORQUE? El  carbono  queda  atrapado  en  la  red  cúbica,  produciendo  una  distorsión  elástica, es  fundamental en los tratamientos  térmicos. Es una solución muy dura y en un estado  META-ESTABLE producto de un sub-enfriamiento. No está  en  el diagrama de fases, tiene una estructura  cristalográfica  tetragonal.  Le confiere al  material una característica rígida pero con cierta ductilidad. Aparece cuando templamos aceros MC o AC  27.  DADO  EL  GRÁFICO  DE  FASES  FE-C  DETALLAR LAS ZONAS DE ACUERDO A LA CRISTALOGRAFÍA.            28. QUE E...