Procesos metalúrgicos y propiedades de los materiales

1En TT ¿cuáles son las variables que controlar?

Las variables que se controlan son la temperatura de calent, enfriamiento y mantenerlo cte. A su vez se debe controlar la velocidad de calent, enfriamiento. 

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¿Cómo afecta la temperatura en la modificación de la estructura de los metales y aleaciones?

Dependiendo el %C que tengamos al aumentar la temp por arriba del punto Eutectoide se obtiene Austenita, luego manteniendo cte a esa temp para eliminar tensiones residuales, se procede a enfriar se puede analizar en un gráfico TTT o CTT y al ir enfriando se puede obtener una microestructura Perlita, Ferrita, Bainita, Martensita y con más o menos carburos. Es decir afecta a la parte termodinámica que determina que fase es más estable que otra y la cinética que determina que microestructura se forma.

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¿Cuál es el objetivo fundamental de los TT?

Es reducir o eliminar las tensiones residuales de nuestro acero, los riesgos a fisuras, incrementar la plasticidad, la ductilidad u obtener microestructuras específicas.

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¿Cuál diferencia entre un TT de enfriamiento controlado y uno isotérmico?

Con EC se controla la V de enfria y el tiempo de enfria o calent para obtener una microestructura determinada. En EI se controla la temp. Resultado de imagen para diagrama ttt acero

5Diferencias entre los TT de recocido, temple y revenido

Recocido: Elimina tensiones y aumentar la ductibilidad y plasticidad favoreciendo el mecanizado y la deformación en frio. El enfriado es lento y existe el recocido total e hipercrítico en aceros hipoeutectoides y recocido esferoidizacion y subcritico con hipereutectoide. Temple: Aumenta considerabl la RM y la dureza, pero es muy frágil por tener un alto % de Mart. La V de enfriamiento es rápida. Revenido: Aumenta la tenacidad y ductibilidad y baja la RM y dureza del acero templado. No depende de la V de enfriamiento sino de la temp a la cual se llega (homogénea). La Mart. pasa a Fer y Cem sin convertirse a microestructura perlita o bainita en la mayor cantidad.

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La capacd de templarse de un acero, ¿de q depende?

De la capacidad de una aleación ferrosa obtener martensita en un acero, partiendo de la austenita con un enfriamiento rápido. El %C determina el nivel de dureza del acero templado. La fracción de martensita obtenida depende de: Tamaño de grano austenitico, % y tipos de aliantes, velocidad de enfriamiento y medio del temple (severidad, tamaño y geometría de la pieza y difusividad térmica con óxidos superficiales).

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Expl ls prop q se modif en un temple,recocido.

Temple: Aumenta la RM y la dureza y aumenta su fragilidad, debido a la alta formación de la martensita. Recodido: Por el enfriamiento lento, aumenta la ductibilidad y plasticidad del acero disminuyendo la RM y dureza.

8Explique gráficos:

(A)=%C (40%) cambian los aliantes. La dureza en el extremo de la misma depende del %C de la Martensita y a lo largo de la probeta la dureza cambia debido a los distintos aliantes que generan distintos %C de martensita. (B)Para un mismo tipo de alaiante, se comparan ensayos de Jominy a diferentes %C. Se observa que a %C mayor es la dureza de la probeta.

1Expliquefundición

Es una aleación de Fe-C-Si con un %C>2% mayor al que puede ser retenido por la Austenita en solución sólida.

2¿qué ventajas tiene la fundición en comparación a los aceros?S

Son más fáciles de maquinar q el acero, se pueden fabricar de diferentes tamaños y complejidad, no se necesitan equipos y hornos costosos, absorben vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes y son resistentes al choque térmico, corrosión y desgastes.

3¿Qué es la ledeburita?

Es la microestructura que se forma al solidificar el eutéctico del 4,3%C formado por un 48% de austenita y un 52% de cementita. A temp. Ambiente se segrega la austenita, pudiéndose reconocer nódulos de perlita en una matriz de cementita, el cual le da la fragilidad al material.

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a) ¿qué tipos de fundiciones de hierro conoce?

Blanca, gris, maleable o nodular, mezclada y esferoizada. b)¿Cómo son las propiedades de las fundiciones grises? Las propiedades a una T > 723°C solo hay grafito y nada de cementita, dependiendo del enfriamiento se transforma la austenita. Tiene buena RM, excelente maquinabilidad, buena resistencia al desgaste, el módulo de E no es cte., no tiene plasticidad y tiene alta resistencia a la compresión. También tiene alta capacidad de absorber vibraciones (amortiguamiento) debido a las venas de granito que permite la deformación plástica localizada por no presentar resistencia mecánica. Es de fácil fusión y moldeo. c)¿qué diferencia existe entre la fundición blanca y gris? La fundición blanca no presenta grafito, tiene una mayor dureza, RM y RD, tiene mala maquinabilidad y no tiene capacidad de absorber vibraciones. La fundición gris si tienen mucho grafito, tiene una menor dureza, RM y RD, tiene buena maquinabilidad y si tiene capacidad de absorber vibraciones.

d)¿en qué consiste el acoquillado de la fundición? Cómo afecta el contenido de Si?

El acoquillado es un rápido enfriam y ocurre una solidificación brusca para evitar la difusión del carbono y la precipitación del grafito. Se fuerza la presencia de un sector de fundición blanca para resistir el desgaste y la compresión. El Si es un elemento grafitizante, descompone la cementita a grafito. A mayor contenido de grafito dificulta el acoquillado en la fundición. A mayor contenido de Si más dificultado se ve el acoquillado o a la profundidad del mismo ya que actúa como elemento grafitizante.

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Explique en qué consiste el proceso de laminación

Es un proceso en el que se producen deformaciones plásticas de los metales. Se hace pasar el material entre dos cilindros o rodillos que giran en sentido contrario a la misma velocidad, ubicada de manera tal que la separación sea menor al grosor del material. Es fundamental que haya rozamiento.

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¿cuáles son los parámetros importantes en un proceso de laminación?

Los parámetros más importantes son: RM del material a la deformación plástica, Fricción cuanto mayor sea mayor será la concentración de tensiones en un punto, producto de la colina de roce, diámetro del rodillo a menores diámetros menos es el Max esfuerzo que deben realizar (existe una relación entre la Max tensión y el esfuerzo del cilindro) y la presencia de un frente de tensión plano en la chapa (está relacionado con los esfuerzos a los que están sometido los rodillos).

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clasifique los tipos de laminaciones que existe.

En caliente (temp. que permiten la recuperación del material E, la temp es superior a la recristalización, hay reordenamiento de grano, no se produce endurecimiento en la deform., se eliminan los defectos de porosidad y heterogeidad y los acabados superf. Son de menor calidad), En frio (temp. que no permite la recu. del material E, buena mayores precisiones dimensionales, mejores prop. Mcas y maquinibilidad, acabado superf. Mas fino, endurecimiento en la deformación, se reducen la ductibilidad y la resistencia a la corrosión y tiene un excelente acabado y tolerancias dimensionales), Plana (producto por lo menos 10 veces más ancho que su espesor).No plana (ancho menor a 10 veces su espesor, se emplean cilindros con canales que restringen su ensanchamiento).

1Explique el proceso de acería(alto horno)

Es una instalación industrial dedicada a la producción de arrabio o hierro bruto, el cual está formado de hierro metálico que contiene entre 2% y 4% de carbono. Los materiales coque, piedra caliza y mineral de hierro (y aire). El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire. El mineral de hierro contiene impurezas llamadas “ganga” que deben ser eliminada y se le debe realizar una reducción de tamaño, una aglomeración y una calcinación. En el alto horno la reducción del mineral por parte del coque tiene diferentes etapas: Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe ; C → CO → CO2 La reacción es exotérmica y genera su propio calor. Parte de la oxidación del CO se produce en un recuperador para generar más calor. El carbonato de calcio actúa como fundente disminuye el punto de fusión de las cenizas y la ganga, permitiendo el sobrenadado de la escoria por sobre el arrabio. Se combina con la sílice presente en el mineral para formar silicato de calcio, de menor punto de fusión que el sílice que no funde a esas T. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, echando a perder parte del hierro metálico. Es importante destacar que la escoria debe ser de buena calidad, para poder absorber todas las impurezas necesarias y dar como producto un acero de mayor calidad. Se deben realizar sangrados periódicos (4 o 5 por día) para obtener el arrabio.

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Explique alguno de los procesos de acería secundario

Bessemer descubrió que mediante el soplado de aire podía remover rápidamente el C y Si del hierro, y que el calor liberado por la oxidación de las impurezas era suficiente para mantener el hierro en estado líquido y aumentar su temp hacia el rango de la fabricación de acero (1600-1650°C). El proceso es barato, recipiente es simple y no se requiere más combustible que el previsto por las impurezas del arrabio. La mayor parte del calor es suministrado por la oxidación del Si.Desventajas: elimina muy poco S y el proceso no permite eliminar P, por lo que el arrabio ya debe contener menos de 0.04%.

3¿qué ventajas tiene un proceso de colada continua?

Es un proceso de solidificación en el que el acero líquido se vierte directamente en un molde sin fondo con la forma de la sección transversal del semi producto que se desea fabricar. Las ventajas son: Se elimina el proceso intermedio de laminación de lingotes hasta desbastes y tiene disminución sensible de la cantidad de mano de obra necesaria.La calidad es un material de calidad homogénea, con buen acabado superf y libre de defectos internos.

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Defina aceros inoxidables.

Grupo de aceros de alta aleación diseñados para obtener una alta resistencia a la corrosión en un amplio rango de condiciones de servicio. Se clasificación: Austeníticos: comunes y superA, Ferríticos: Comunes y superF, Martensítico: Comunes y superM, Endurecidos por precipitación: Austeníticos, martensíticos y semiausteníticos, Duplex o austenoferríticos: Comunes y superD. Se usa en Items de consumo electrodomésticos y equipamt de cocina, industrial, alimentos, bebidas, química, oil&gas, Aplicaciones: cañerías, recipientes a presión, elementos de cocina.

2¿Qué tipo de corrosiones recuerda que existe?Corrosión: es el deterioro de los materiales por la acción química del medio que los rodea. Tipos: Uniforme, En placas, Por picado, En rendijas, Intergranular, Bajo tensiones. Pasividad: ciertos metales al ser sometidos a un potencial eléctrico que supera cierto valor llamado potencial de pasivación forman una película muy delgada de óxido que aisla al metal del medio.(a)Explique el proceso de corrosión por picadoSi la capa pasiva se rompe localmente y se impide q se vuelva a formar, la corrosión se localizará y se crea una celda electrolítica entre la pequeña zona no pasivada y el resto de la superficie pasivada. Esto genera pozos en forma de túneles que avanzan verticalmente hacia el interior del metal y pueden perforarlo en un tiempo relativamente corto si el espesor es bajo, o actuar como iniciadores de una fisura que luego se propague en el caso de los espesores mayores. Este tipo de corrosión es autocatalítica por lo que se acelera con el pasar del tiempo.

b)Explique el proceso de corrosión bajo tensión La rotura de corrosión bajo tensión es un tipo de rotura causada por la acción conjunta de tensiones de tracción y un medio específico. Si el medio es el adecuado, las tensiones necesarias pueden ser mucho menores que la tensión de fluencia. Las fisuras se propagan de modo frágil sin requerir de deformación plástica previa generalizada. Esto hace que en general la corrosión bajo tensión de lugar a fallas catastróficas sin ninguna evidencia previa que indique que el componente ha disminuido drásticamente su capacidad para soportar tensiones. Los aceros inoxidables austeníticos y martensíticos son los más susceptibles a este efecto.

3¿qué es el creep?El creep es un tipo de deformación que evoluciona con el tiempo a tensión constante una vez aplicada la carga. Tiene 3 etapas: Creep primario: la velocidad de deformación disminuye progresivamente hasta alcanzar un valor constante. Creep secundario: Creep estacionario donde la velocidad de deformación se mantiene constante. Creep terciario: se observa un aumento de la velocidad de deformación que conduce a fenómenos de estricción y rotura. Los aceros inoxidables resistentes al creep son los martensíticos y dúplex, en comparación con los ferríticos y austeníticos que no lo son.

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