Velocidad critica en mecánica de fluido

Share Button

Fundición en arena:


Es un proceso básico de bajo coste que se presta a la producción económica de grandes series, prácticamente sin límite de tamaño, forma o geometría.  La fundición se hace vaciando el metal fundido en moldes de arena. 

Moldeo en cascaron:

Se emplea un patrón de metal calentado de hierro fundido, aluminio o latón.  Se coloca en una máquina de moldeo en cascarón con una mezcla de arena seca y resina termofraguada. El patrón caliente funde el plástico que, con la arena, forma un cascarón de 5 a 10 mm de espesor, que se separa del patrón y se almacena para su uso posterior.

Fundición de revestimiento:

Se utiliza un patrón de cera, plástico u otro material.  Después de hacer el molde, el patrón se funde.  El metal se vierte en el molde y se deja enfriar.

Procesos de metalurgia en polvos:


Es un proceso de producción en masa donde se emplean polvos de un solo metal, varios metales o una mezcla de metales y no metales.  Consiste en la mezcla mecánica de polvos, que se compactan en matrices de alta presión que se calientan a una temperatura menor que el punto de fusión del ingrediente principal. 

Procesos de trabajo en caliente


Son los procesos en los que el material se calienta por encima de su temperatura de recristalización. Ej: Laminado en caliente, extrusión, forjado.

Procesos de trabajo en frío:

  Es el conformado de metales mientras se encuentra a baja temperatura (normalmente, la ambiente). El trabajo en frío no cambia el tamaño del grano, sino que lo deforma.  Se incrementa apreciablemente la resistencia a la fluencia, se aumenta la resistencia última y la dureza, pero se disminuye la ductilidad. Ej El recalcado, Laminado de roscas, Estampado.

Tratamientos térmicos:


 procesos en los que se controla el tiempo y la temperatura y en los que se eliminan las tensiones residuales y /o se modifican las propiedades del material como la dureza, ductilidad y tenacidad. 

Recocido completo:

  El material se calienta a aproximadamente 40ºC por encima de la temperatura crítica. Se mantiene un tiempo suficiente para que el C se disuelva y se difunda a través del material. Luego se enfría lentamente en el propio horno.  Se consigue suavizar el material y hacerlo más dúctil, eliminar las tensiones residuales y refinar la estructura del grano.

Recocido normalizado:

En este proceso, se calienta a una temperatura algo superior a la del recocido completo y se enfría a temperatura ambiente.  El material es más duro que el completamente recocido debido a que el enfriamiento se produce más rápido y se dispone de menos tiempo para el equilibrio.


Templado:


La velocidad de enfriamiento controlada se denomina templado. Como medio de enfriamiento se puede utilizar el aire o fluidos como el aceite o el agua.  El templado suave se obtiene al enfriar el acero al aire , mediante el proceso de recocido normalizado.  El templado con aceite es más lento, pero evita las grietas de templado causadas por los cambios relativamente rápidos de la temperatura.

Revenido:


Este proceso se aplica después del endurecido por templado a temperatura superior a la crítica.  Las tensiones residuales se pueden eliminar mediante un proceso de calentamiento a baja temperatura o mediante el revenido.  Se recalienta hasta una temperatura menor a la crítica durante un tiempo y luego se enfría a temperatura ambiente.

Aceros aleados:


cuando uno o más elementos, además del carbono, se introducen en cantidades suficientes para modificar sustancialmente sus propiedades.

Cromo:

refina la estructura del grano, aumentando la tenacidad y la dureza.

Níquel:

aumenta la resistencia sin disminuir la ductilidad.

Manganeso:

Es un agente desoxidante y desulfurizante.

Silicio:

Es otro agente desoxidante. 

Molibdeno:

Forma carburos, agregando dureza y tenacidad.

Vanadio

Es un fuerte desoxidante y produce grano fino.

Wolframio:

Produce una estructura fina y densa y agrega tenacidad y dureza.

Aceros resistentes a la corrosión:


Se denomina aceros inoxidables a aquellas aleaciones con base Fe y que contienen, al menos, un 12% de Cr.

Materiales para fundición: Hierro fundido gris:


Es el más utilizado. Coste muy bajo, capacidad de fundir fácilmente en grandes cantidades y fácil de mecanizar.

Hierro fundido blanco:

 el C está en forma de cementita y perlita, siendo la estructura resultante blanca. frágil y difícil de mecanizar, pero muy resistente al desgaste.

Hierro fundido maleable:

Recociendo el hierro fundido blanco se forma el hierro fundido maleable. Mejor resistencia a la tracción y ductilidad que el gris, pero es más costoso por el proceso de recocido. 
Metales no ferrosos(aluminio, magnesio, titanio y aleaciones con base de cobre)

: Aluminio:

Las ventajas del alumino son su baja relación resistencia peso coste, resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica y eléctrica.  Tiene el 35% de la densidad del acero y se puede mejorar su resistencia a la tracción mediante el trabajo en frío y la aleación con otros materiales.

Titanio:

resistencia comparable a los aceros de resistencia media y pesan la mitad. Buena resistencia a la corrosión.


Aleaciones con base cobre:


La aleación de Cu con Zn se denomina latón . Si se combina con otro elemento, se llama bronce.

Latón 5 a 15 % Zn:

Son fáciles de trabajar en frío. Dúctiles, pero de baja maquinabilidad. Con buena resistencia a la corrosión.

Latón 20 a 36 % Zn:

coste inferior al anterior. También tienen mejor maquinabilidad y resistencia.

Latón 36 a 40 % Zn:

menos dúctiles que el latón para cartuchos.

Bronces:  Bronce al Si (3%Si y 1%Mn)


Buena resistencia a la corrosión y resistencia. Se puede trabajar en frío o caliente, mecanizar y soldar. 

Bronce al P (11%Sn y P)

Muy resistente a la fatiga y corrosión. Alta resistencia a la tracción, alta capacidad para absorber energía y resistente al desgaste. Útil como material para resortes. 

Bronce al Al (12%Al)

Resistencia y propiedades de resistencia a la corrosión mejores que el latón.

Bronce al Be (2%Be)


Muy resistente a la corrosión, alta resistencia, elevada dureza y gran resistencia al desgaste. Muy costosa, pero se emplea en resortes y otras piezas sometidas a cargas de fatiga donde se requiera resistencia a la corrosión.

Plásticos:


termoplásticos aquellos que fluyen o que se pueden moldear cuando se les aplica calor.  termofijos son aquellos cuyo proceso de polimerización terminan en una prensa de moldeo en caliente, donde el plástico se licúa bajo presión. No pueden volverse a moldear.

Materiales compuestos:


Se forman con dos o más materiales distintos, estos permanecen separados a nivel macroscópico.  Constan de un refuerzo o rellenador, que proporciona rigidez y resistencia, y una matriz , que une los materiales y transmite las cargas entre las discontinuidades de los refuerzos.


Tribología:


estudio de la lubricación, la fricción y el desgaste de partes móviles o estacionarias

lubricación por película fluida ocurre cuando dos superficies opuestas se separan completamente por una película lubricante y ninguna rugosidad está en contacto. La presión interna del fluido soporta la carga aplicada y la resistencia por fricción al movimiento se origina completamente del cortante del fluido viscoso.

superficies concordantes se ajustan bastante bien una con otra con un alto grado de conformidad geométrica, de forma que la carga se transfiere a un área relativamente grande. Ej chumaceras y cojinetes

Lubricación hidrodinámica:


Se caracteriza por superficies concordantes con una lubricación por película fluida. Se origina una presión positiva debido a que las superficies convergen, y su movimiento relativo y la viscosidad del fluido separan las superficies. No causa  deformación elástica significativa en las superficies. El espesor mínimo de la película normalmente es superior a 1 μm.  En general, las películas son gruesas, de manera que se previene que las superficies sólidas opuestas entren en contacto. (forma ideal de lubricación, porque produce baja fricción y alta resistencia al desgaste.)

Lubricación elastohidrodinámica:


Es una forma de lubricación hidrodinámica, para la que la deformación elástica de las superficies lubricadas resulta significativa.

EHL dura :

Se relaciona con materiales con elevados módulos de elasticidad, como los metales. La deformación elástica y los efectos de la presión-viscosidad son igualmente importantes en esta forma de lubricación.

EHL suave:

Se relaciona con materiales con bajos módulos de elasticidad, como el caucho. La deformación elástica es grande, aún con cargas bajas.

Lubricación marginal:


Los sólidos no están separados por el lubricante, los efectos de la película fluida son insignificantes y el contacto entre las crestas es importante. Las propiedades del lubricante tienen menor importancia, y el coeficiente de fricción es independiente de la viscosidad del fluido. Ej bisagra puerta

Lubricación parcial:


Si las presiones en los elementos de máquinas lubricados elastohidrodinámicamente resultan demasiado altas o las velocidades de operación son demasiado bajas, la película del lubricante se dispersa; habrá algún contacto entre las crestas de rugosidad y ocurrirá la lubricación parcial.


El asentamiento o rodaje es un proceso que afecta al parámetro de película. En este proceso, el desgaste permite que las superficies se ajusten la una a la otra, para ofrecer una operación uniforme. Es un desgaste beneficioso, que disminuye la rugosidad de las superficies y aplana las crestas

Lubricante:


es cualquier substancia que reduce la fricción y el desgaste; además proporciona una operación uniforme y una vida satisfactoria de los elementos de máquinas.

Fricción:


Es la fuerza que resiste el movimiento relativo entre las superficies en contacto.

Fricciones bajas:

En las turbinas y generadores de centrales eléctricas.

Fricción alta:

En los frenos, en la interacción zapato-suelo, entre una tuerca y un tornillo.

Leyes de la fricción seca:


La fuerza de fricción es proporcional a la carga normal (perpendicular). La fuerza de fricción no depende del área aparente de los sólidos en contacto. La fuerza de fricción es independiente de la velocidad de deslizamiento.

Desgaste:


El desgaste se puede considerar como la pérdida progresiva la substancia de la superficie de operación en un cuerpo, que ocurre como resultado de los efectos de la carga y del movimiento relativo en la superficie.

Desgaste por adhesión:

el material se transfiere de una superficie a otra por medio de una soldadura de presión.

Desgaste por abrasión:

se produce cuando dos superficies que actúan de forma recíproca se encuentran en contacto físico directo y una es significativamente más dura que la otra.

Desgaste por fatiga:

se produce por la propagación del daño subsuperficial a la superficie debido a cargas cíclicas. A medida que la carga cíclica se aplica, se forman fallas o grietas bajo la superficie. Si las grietas se agrupan y se acercan a la superficie, el material superficial se fractura fácilmente, degradando la superficie.
Share Button

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.