Resumen Final Ciencia de los Materiales

8/19/2019 Resumen Final Ciencia de los Materiales

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare

1 – DESCRIPCIÓN DEL MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD-BOHR. OBSERVACIONES

Modelo de Rutherford ratificado por Bohr.Partículas subatómicas en el núcleo: Protones (+) y eutrones.!os "lectrones (#) $iran alrededor del núcleo en órbitas precisas. "s imposible determinar la posición ymomento de los e (Principio de incertidumbre de %eisember$)."l electrón salta de una capa a otra de mayor ener$ía.

Masa del átomo esta concentrada en el núcleo.En el nucleo hay dos partículas : Protones(+) Neutrones( Sn car!a el"ctrca)# estaspartículas son de masa smlar.El atomo es el"ctrcamente NE$%&'El enmeno de los electrones !rando en or*ta alrededor del nucleo se asemea al sstemaplanetaro.

, – ¿QUÉ SE ENTIENDE POR ELECTRONEGATIVIDAD Y ELECTROPOSITIVIDAD?CONSECUENCIAS

"a electronegati#idad es la ca$acidad de un %to&o $ara atraer los electrones de otro %to&o en unenlace 'u(&ico. )*lectro$ositi#idad + ceder."os ele&entos uscan el estado de &enor energ(a, cediendo o ganando electrones.A'uellos ele&entos 'ue ganan electrones $ara llegar al estado de &enor energ(a son electronegati#os,'ue #an a dar lugar a iones negati#os )aniones.A'uellos 'ue ceden electrones, $ara lograr la regla del octeto, son electro$ositi#os, 'ue #an a resultaren iones $ositi#os )cationes.

"l car&cter electropositi'o (metal) se presenta en auellos elementos ue tienden a ceder electronestransform&ndose en cationes. *uando en la última órbita de un &tomo hay un solo electrón laestabilidad (por atracción del núcleo) es mínima y por ende las posibilidades de ue este electrón se

pierda por la atracción de otro &tomo son altas."l car&cter electrone$ati'o (no metal) se presenta en auellos elementos ue tienden a captarelectrones transform&ndose en aniones. *uando en la última órbita hay siete electrones m&imacantidad de electrones antes del &tomo inerte la estabilidad del &tomo es m&ima y la fuer,a residualdel núcleo puede captar electrones de otro &tomo.

- – ENUMERE Y EXPLIQUE BREVEMENTE LOS TIPOS DE VINCULACIONES ENTREÁTOMOS. JUSTIFIQUE LAS VINCULACIONES.

!os &tomos tienden a ser inertes - electrones en su última órbita. Para obtener esto hay intercambiode electrones.

Enlaces Primarios o fuertes:o ónicoo *o'alenteo Met&lico

Enlaces Secundarios o débiles:o /ipolo instant&neoo /ipolo Permanente: Puente de hidró$eno

ENLACES PRIMARIOS

• Enlace Ionico:#0e da en elementos muy electrone$ati'os y otros muy electropositi'os.#"s duro y resistente.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare#o son conductores de calor.#"s aislante y no conductor de electricidad.(No hay electrones l*res# no hay luo deelectrones) !os electrones no circulan libremente. o hay espacios libres en la estructura paraconducir los electrones.#0e da en *esiones*ede electrones.#"nlace el1ctrico.

*a*a(2+)+2e(#)

*l2+2e(#)

*l(#)

ay transerenca de electrones (no hay compartcn)# del mas electro post/o almas electro ne!at/o

Es un enlace de mayor ener!ía 0ue el o/alente.2eneralmente son compuestos duros.

• Enlace Covalente:

#0on aislantes no tienen electrones libres ue circulan#o son conductores de calor.#"nlace d1bil.

#0e da compartición de electrones.#"nlace típicamente uímico.*%3 (Metano)(dibu4o en carpeta)

omparte electrones. $n elemento aporta un electron y el otro lo msmo. Nn!uno cede o!ana electrones. No hay luo de electrones l*res# por eso no conduce.

• Enlace Metálico

#"n los metales no se 'en 5tomos sino ones.#0e forma una nube electrónica de electrones libres compartidos por toda la estructura.#6no de los enlaces de mayor estabilidad.#"n $eneral duros alto punto de fusión y ebullición.#7odos los ones de los metales son *ationes.#0on conductores de electrcdad y de calor.

Enlace de mucha ener!ía. 3o 0ue permte la conduct/dad es la nu*e de electrones.%pco entre metales muy electropost/os y los electrones los cede a la nu*e.

ENLACES MOLECLARES SECN!ARIOS

• "AN !ER#AALS :#%ay areas de car$as. !as car$as est&n repartidas en forma desi$ual aunue la car$a total del&tomo sea neutro.#0on &tomos neutros pero hay concentración.#"s una unión física.#"s d1bil.4Es menos esta*le.4%po de atraccn puramente el"ctrca.#8 pesar de ue el &tomo es neutro en el espacio y tiempo se producen concentraciones de car$as

positi'as o ne$ati'as ue crean atracciones de otros electrones de otros &tomos.

• Enlace de di$olo oscilante o %ransitorio→ "s pro'ocada por las condiciones del sistema

desaparecen lue$o ue se restituyen las condiciones normales.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare• Enlace de di$olo $ermanente → "nlace secundario producido por la atracción de mol1culas con

dipolos permanentes. "sto es cada mol1cula tiene centros de car$a positi'a y ne$ati'a separados por una distancia considerable.

• Enlace Puente de &idro'eno → 7ipo de unión dipolar permanente ue se presenta entre un&tomo de hidró$eno enla,ado a dos elementos muy electrone$ati'os (9 *!) → 8$uaalcoholes polímeros.

5 – CLASES DE MATERIALES. ¿CUÁLES SON?

%pos de materales

Met%licos Ferrosos / No Ferrosos ol(&eros Cer%&icos Co&$uestos *lectrnicos

Metálcos:6errosos: Co&$uesto unda&ental 3ierro. on los Aceros / las undiciones de 4ierro. ("4.: aceros:aleaciones de hierro con *arbono ue tambi1n puede estar aleado con *romo iueletc). No 6errosos: e deinen $or e5clusin )todos los 'ue no son errosos. ("4: *romo iuel ;inc*obre "sta (capa de poli1ster termofra$uante con fibra de 'idrio)

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erámcos:

-on &ateriales inorg%nicos-Constitu(dos $or &ateriales Met%licos / no Met%licos, con uniones entre ellos de ti$o co#alentes einicos.-9uros / r%giles. No resisten el i&$acto.-3a/ 5idos en la co&$osicin.-Resistentes a la arasin.-Malos conductores de calor, ni eletricidad.-Buena resistencia a la co&$resin.

"4emplos: *er&mica ro4a (purificada con %ierro)!osaPorcelanaMateriales refractarios (parrilla)

Electrncos:

-Alto #alor unitario, $ero a8a $roduccin &undial. *8 ilicio, aladio, :ro, ;er&anio, etc.-Alto costo, $roduccin a8a.-Incidencia en tecnolog(a de a#anzada.

7 – ¿QUÉ FACTORES HAY QUE TENER EN CUENTA EN LA ELECCIÓN DE UN MATERIAL?

!is$onibilidad: %ay al$unos ue no est&n disponibles por factores políticos o distintas ra,ones(huel$as etc.). "sto se complementa a los factores económicos.

Es el prmordal# no sr/e un materal e8celente s no hay pos*ldad de poseerlo. (9arreras

aduaneras# onlcto comercales y 9"lcos)

Costo: 0iempre se eli$e el menor costo ue cumpla con las necesidades del cliente.

El productos tene 0ue reunr las mínmas condcones para el proceso al mas *ao costo.

Pro$iedades mecánicas: Resistencia a la tracción(resstenca del materal a una uera) dure,ao facilidad e producción (mayor capacidad para fabricar sin tanto esfuer,o.)

onduct/dad el"ctrca y t"rmca.apacdad de conormacn plástca.

Pro$iedades (u)micas: %ene 0ue /er con las reaccones 0ue puede ocurrr entre el materaly el am*ente. Esto tene 0ue /er con la corrosn por0ue se e8!e la má8ma dura*ldad.;CORROSION :Es un proceso por el cual se produce la perdda contnua y sstematca de materal# es decrla destruccn completa de toda la masa de la pea por el eecto del ata0ue 0uímco delmedo am*ente y


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare Eemplo: uando el alumno se o8da# a*rca alúmna: muy esta*le# dura# no es

porosa y de mucha adherenca mpdendo el ata0ue 0uímco del medoam*ente(corrosn) esto se llama A$%'PAS?CA@'.

*acilidad de $rocesamiento:Este materal de*erá pasar por un proceso de transormacn para lle!ar al producto nal# elcrtero es cuan dícl será procesar dcho materal.

Contaminacion Ambiental:uanto el materal daBa al medo am*ente y es perudcal para la salud. ada /e hay mas!rupos ecolo!stas# leyes y a/ances tecnol!cos 0ue determnan 0ue materales de*endear de a*rcarse como el plomo y el amato.

D – CONDICIONES DE ESTADO METÁLICO. CONCEPTOS.• "os %to&os $ro#ienen de ele&entos electro$ositi#os )ele&entos 'ue ceden electrones.• *5isten Iones $ositi#os )Cationes en la estructura, es decir, los %to&os est%n cargados

el6ctrica&ente.• "os Iones no est%n distriuidos al azar en el es$acio. 3a/ un orden es$acial $redeter&inado en

distriucin geo&6trica y una distancia mutua característica (par&metro de red). orman una

estructura cristalina (Patrón repetiti'o de ubicación de los iones).• "os electrones $roducto de la ionizacin $er&anecen lires dentro de la estructura or&ando unanue electrnica, 'ue es co&$artida $or todos los iones de la estructura. *sta nue otorga altaestailidad, dando origen a la conducti#idad t6r&ica / el6ctrica.

– MODELOS DE ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES. CARACTERSTICAS.

!a estructura física de los materiales sólidos depende principalmente de la disposición de los &tomosiones o mol1culas ue constituyen el sólido y de las fuer,as de enlace entre ellos. 0i los &tomos o ionesde un sólido est&n ordenados se$ún una forma ue se repite en el espacio forma un sólido ue poseeestructura cristalina.

ú*cacentrada en eluerpo (*asecenter cu*c) o*cc:2 iones $or celda

ú*ca centrada en las aras (ace center cu*c) o cc:< iones $or celda

e8a!onal

compacta:= iones $or celda

F – ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES. JUSTIFICAR ."a razn %sica de la estailidad es la alta energ(a de atraccin 'ue 4a/ en las uniones &ec%nicas. or

esta gran atraccin interinica, 'ue au&enta en la cercan(a de los iones. e necesita &uc4a energ(a$ara ro&$er esta atraccin. Ade&%s los &etales tienen ca$acidad de deor&acin, $or lo 'ue los iones

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancarede la nue son interca&iales )$or'ue todos son iguales. "os &etales tienen $untos de usin / de#olatilizacin &%s altos $or'ue se necesita &uc4a energ(a $ara ro&$er la estailidad de las uniones."e/ de Trauton todos los &etales tienen un $unto de #olatilizacin si&ilar.

!os iones al estado sólido se disponen ordenadamente se$ún un modelo $eom1trico y a unadistancia mutua característica ya ue forman una estructura. /entro de la estructura los iones serepelen entre sí obli$ando a los iones interiores a permanecer estables en su posición. !os electrones

producto de la ioni,ación permanecen libres dentro de la estructura y se encuentran en constante

mo'imiento de atracción hacia las car$as positi'as y de repulsión de las car$as ne$ati'as. !os iones particularmente los de la capa eterior son retenidos por la nube de electrones ue los rodeanestabili,ando la estructura.

G4 ORIGEN DE LA RESISTENCIA MECÁNICA DE LOS MATERIALES METÁLICOS

"l ori$en de la resistencia mec&nica de los materiales mec&nicos est& en el tipo de unión característicade los metales en estado puro o en aleaciones: el enlace met&lico. "n este tipo de unión no ocurretransferencia de electrones por la ba4a electrone$ati'idad de los metales. !os &tomos se encuentrantan 4untos ue los electrones no est&n asociados a un &tomo en particular sino ue son atraídos por losnúcleos de los &tomos 'ecinos. !os e constituyen una nube o $as electrónico en la superficie met&lica

ue se despla,a por la estructura cristalina. "s un enlace muy fuerte entre &tomos. Para romper esteenlace hay ue entre$ar mucha ener$ía. Por eso el punto de fusión resistencia mec&nica ye'aporación es ele'ado.

Ademas de 0ue el or!en de la resstenca pro/en!a de la alta ener!ía del enlace metalco#tam*"n pro/ene de la *uena capacdad de deormacn 0ue contenen los metales por0uelos ones pueden ntercam*arse en las redes crstalnas ya 0ue son todos !uales y sesusttuyen unos por otros y se deorma y no se rompa)

1H – ¿QUÉ SE ENTIENDE POR COMPORTAMIENTO ELÁSTICO Y PLÁSTICO EN LOSMETALES?

Tensin + Carga > u$ericie."a deor&acin el%stica se da cuando al a$licar una carga, se $roduce deor&acin, luego se retira lacarga / el &aterial recora sus di&ensiones originales )Tensin &enor a la &%5i&a/ no 'uedan#estigios de la deor&acion."(&ite el%stico &%5i&a tensin a la 'ue $uedo so&eter al &aterial, tal 'ue recore sus di&ensionesoriginales. i se su$era este l(&ite se est% en un co&$orta&iento $l%stico, /a 'ue, al sacar la carga, el&aterial 'ueda con una deor&acin $er&anente. )Mientras 'ue la tensin 'ue se a$li'ue no 4aga 'uelos iones se ale8en de&asiado, / se $ierda la uerza de atraccin interinica se #a a estar en un estadoel%stico, osea $odr% recorar sus di&ensiones originales.

"l ori$en de la capacidad de deformarse sin fracturarse de los metales esta dado por la estructuracristalina ue esta ordenada en forma de capas. 8l 'erse sometidas a una car$a estas se desli,an unasobre otras. "stos son los llamados planos de desli,amiento ue se desli,an en direcciones ue sontodas auellas direcciones cristalo$r&ficas ue cuentan con la mayor densidad atómica lineal es decircon la mayor cantidad de &tomos o iones con unidades de lon$itud. 9b'iamente por lo dicho losmateriales o metales con mayor cantidad de sistemas de desli,amiento tender&n a tener una mayorcapacidad de conformación pl&stica.0i la car$a produce un despla,amiento donde los &tomos de las capas no alcan,an posiciones nue'asdentro de la estructura al desaparecer la solicitación estos 'ol'er&n a ocupar su lu$ar ori$inal. "stadeformación ser& el&stica."n cambio si el despla,amiento de capas es tal ue los &tomos lle$an a ocupar lu$ares nue'os dentrode la estructura la deformación ser& permanente y la denominamos pl&stica."l período de transición entre la deformación pl&stica y la el&stica se denomina límite el&stico."n los materiales reales eisten defectos cristalinos ue por su eistencia facilitan el mo'imiento de los

mecanismos de deformación pl&stica. !a estructura se deforma en distintas etapas y se facilita laconformación.

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11 – ORIGEN DE LA PLASTICIDAD Y FRAGILIDAD EN LOS METALES

*ra'ilidad: Rotura del material sin deformación. 0u estructura es compacta.Plasticidad: Permite ue el material ten$a deformación permanente sin lle$ar a la rotura.*uando el metal se deforma aumenta la distancia entre iones y la fuer,a de atracción se debilita."ntonces cuando se aplica una car$a no tan $rande el material puede recobrar su forma ori$inal.*uando se aplica una car$a mayor y la distancia entre iones es m&s $rande el enlace pierde fuer,a.

8 medida ue se aplica m&s car$a el material se endurece ya ue:#!a red cristalina ueda deformada.#!os sistemas de enlace se 'an deformando.#"l defecto lineal cristalino se acaba.!a fluencia es tal ue el material se resiste y hay ue aumentar la car$a para se$uir deform&ndolo yrompi1ndolo.

El or!en es 0ue todos los ones de una estructura metalca son todos !uales# eso permte0ue los planos y dslocacones se mue/an.

1, – ¿QUÉ SE ENTIENDE POR DUCTILIDAD Y FRAGILIDAD EN LOS METALES?

JUSTIFIQUE ¿CÓMO SE EVAL!A?• @uctldad es la capacidad de deformación pl&stica en alar$amiento es decir sentido

lon$itudinal. 0e e'alúa colocando la probeta para ue sufra una deformación lon$itudinal en unensayo de 7racción ) uerzas colineales de igual &odulo / di#ergenes / se alar$ue hasta ue serompe. Buscando en el ensayo diferentes tipos de roturas se$ún el material: estricción roturaen un punto etc . ;RAFIC: 9*" *NA?: 9* TRACCI:N *N AUNT*

*l ensa/o de traccin es cuasi estatico, es decir, 'ue la carga se a$lica &u/ des$acio

• Indicadores de ductilidad

• Alarga&iento $orcentual @ +) l lo> lo 5 100

"o+ "ongitud inicial"+ "ongitud inal

• *striccion ) + o > o

6ra!ldad: Rotura del material sin deformación. 0u estructura es compacta.!os ensayos se reali,an a probetas ue presentan muescas o entallos. "l moti'o de la muesca es para$enerar una fisura normali,ada. 6n material fr&$il es un material ue se rompe con poca conformación

pl&stica y es poco tena,."a te&$eratura de transicin es a'uella en la cual un &aterial de8a de ser ductil $ara ser ragil

Ti$os de $roetas7


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M1todo *harpy: Probeta hori,ontal. mpacto sobre la probeta en forma 'ertical.

M1todo ,od: Probeta en posición 'ertical. mpacto sobre la probeta como p1ndulo.

1- – ¿A QUÉ SE DEBE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN LOS METALES? A medida (ue la nube electr+nica se des$la,a- el material aumenta su tem$eratura en otras ,onas- transmitiendo el calor.Los electrones $or su $arte- aceleran su des$la,amiento $or lo cual se $roducen im$actosdisi$ándose calor /acia el e0terior- 1 a medida (ue se contin2a a're'ando calor los im$actos

se vuelven más intensos 1 frecuentes lle'ando a fundir el material.

*uando una estructura se 'e sometida a un $radiente t1rmico los iones y electrones modifican suestado de mo'imiento intensific&ndose en la ,ona de mayor temperatura. 8l aumentar el estado demo'imiento de los iones aumentan el 'olumen ocupado $ener&ndose una dilatación y al aumentar sudistancia inter iónica disminuye su estabilidad por lo ue el metal se ablanda y puede ser moldeado

con menor ener$ía ue si fuera en frío.15 – ¿A QUÉ SE DEBE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN LOS METALES?

"os enlaces &etalicos)dentro de los &etales solidos ,$er&iten el lire &o#i&iento de los electrones de#alencia, 'ue se #isualizan en or&a de una nue electrnica, /a 'ue son co&$artidos $or &uc4osato&os sin estar unidos a ninguno en $articular, $er&itiendo el lire $aso de electrones .) corrienteel6ctrica es el lu8o de electrones"s la característica propia de los metales el &tomo cede electrones ueda un ion electropositi'o loselectrones libres forman la nube electrónica. !a electricidad es un flu4o de electrones por lo tanto losmetales conducen la electricidad.

17 – RESISTENCIA ELÉCTRICA. CONCEPTO. RELACIÓN CON TEMPERATURA.

3a resstenca el"ctrca es la oposcn 0ue orece el materal a la corrente de luo deelectrones.

&IJ K


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare Al!unos materales son rá!les a temperatura am*ente por lo tanto para deormarlo

es meor calentarlo.

Smultáneamente con la deormacn plástca puedo re!enerar la estructura ya 0ueestoy por encma de la temperatura de re crstalacn.

@eormando en calente no !eneras !retas o raaduras en el materal.

@es/entaas: Mayor costo por el com*ust*le necesaro para el calentamento S de*o controlar las meddas de un materal deormo en ro ya 0ue en calente la

luenca de materal es mayor (ontrol de la toleranca dmensonal) Es decr elmateral luye de manera mas predec*le.

En calente la caldad supercal es menor ya 0ue la pea esta mas e8puesta a lacorrosn( /ruta


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,1 – ESTRUCTURA DENDRTICA. DESCRIPCIÓN. CONSECUENCIAS.

uando se cuelan las aleacones unddas# se nca la soldcacn en las paredes del moldeen el 0ue están sendo enradas. omo el luo de calor se desarrolla perpendcular a lasuperce# el lí0udo se soldcará de los *ordes haca el centro. 3a dreccn de crecmento

crstalna es a0uella 0ue le permte al metal mayor dspacn de calor.

3a estructura se llama ar*orescente de*do a 0ue es un crecmento dentrítco (dentrte Iár*ol en !re!oO). 3as estructuras dendrítcas tenen un desarrollo ramcado 0ue ráaumentando al enrarse el materal.

*uando se cuelan las aleaciones fundidas se inicia la solidificación en las paredes del molde en el ueest&n siendo enfriadas. !a solidificación de la aleación no se da a una temperatura determinada sinoue solidifica en un ran$o de temperaturas. Mientras la aleación se encuentra en este ran$o tiene unaforma pastosa ue consiste en un sólido llamado dendrita y metal líuido. !as estructuras dendríticastienen un desarrollo ramificado ue ir& aumentando al enfriarse el material.

• Enfriamiento rá$ido: "structuras dendríticas muy finas de ramificaciones muy peue


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Sopladura: :clusin>:struccin de gas 'ue no $uede ser eli&inado del &olde / 'ue 'ueda retenidaen la $ieza )es co&o un e5ceso-uru8a- de gas en la or&acin. *l gas tiene gran diusin / se &eteen el &olde / 'uedan eseras donde el &aterial no $udo entrar.Tiene una ter&inacin lisa. "a so$ladura reduce la seccin eecti#a, $or'ue 4a/ una discontinuidad deseccin / las tensiones se acu&ulan a4(. "as so$laduras se eli&inan con un siste&a de e#acuacin degases / controlando el ingreso de gases en la colacin, / 4a/ 'ue tener en cuenta eli&inar la 4u&edad.: $ereccionar el diseGo del &olde.

,- – ¿CÓMO SE DESARROLLA LA MACROESTRUCTURA DE UNA PIE"A FUNDIDADURANTE LA SOLIDIFICACIÓN?

En toda la masa no /oy a tener ona dendrítca sno 0ue /oy a tener - partes:

Al enrarse la ln!otera# se produce un !radente de temperatura a partr del contacto conlas paredes# donde la /elocdad de enramento es mayor ya 0ue su capacdad de dspacndel calor es mayor.

A medda 0ue se soldca se produce pr8mo a las paredes el ?33E@ por el contacto a/elocdades rápdas de enramento y se orma una cámara# en el chll se orma un !ranoschcos.

3ue!o del ?33 se orma la estructura dendrítca: 3a soldcacn de la aleacn no se da auna temperatura determnada sno 0ue soldca en un ran!o de temperaturas. Mentras laaleacn se encuentra en este ran!o# tene una orma pastosa 0ue consste en un sldollamado dendrta y metal lí0udo. 3as estructuras dendrítcas tenen un desarrollo ramcado0ue rá aumentando al enrarse el materal.

En cam*o# la ona 0ue soldca últmo ( Qona entral) carece de otro lí0udo 0ue laalmente para compensar su contraccn# por lo tanto# en esa ona 0ueda un /acío 0uee0u/ale a la contraccn /olum"trca total de la pea# y se orma el &echupe. Enra mas

lento por0ue el luo de calor es muy *ao y la derenca de temperatura muy poca y seorman 2rano Er/a8al. Para ello se adcona más materal llamado maarota en esta ona.

,5 – LIMITE DE GRANO. COMPORTAMIENTO EN LA "ONA.Están ormados por aplamentos crstalnos en /aras dreccones# 0ue despu"s se /an acruar y chocar. R los ones del límte no se /an a poder a!rupar (ona de ener!ía l*re uera de e0ul*ro).

3a ona de *orde de !rano (o ona nter!ranular) es un mcrodeecto crstalno desuperce# presenta una anomalía en la estructura. Es a0uella ona# de alta ener!ía por0ueno han poddo lle!ar al e0ul*ro los ones# de la estructura 0ue está ormada por crstales0ue han crecdo en la msma dreccn.

En *ase a la temperatura:Alta /elocdad de enramento# se !enera una tendenca de !rano chco (muchos núcleos


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"l límite de $rano es la ,ona de encuentro de los frentes de crecimiento de los cristales al crecer loscristales de una forma imperfecta. !a ,ona de encuentro no es re$ular y posee un alto contenidoener$1tico. 8l aplicarse una fuer,a mec&nica esta actuar& en todo el sólido pero las ,onas de mayordistancia inter iónica ser&n m&s d1biles. !os $ranos $randes tienen tendencia a la fra$ili,ación y los$ranos chicos me4oran el comportamiento resistente."n estas ,onas se fa'orece la corrosión (fenómenos uímicos) y es donde se depositar&n $ran parte de

las impure,as. 0e definen como ,onas anódicas.

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,7 – ¿QUÉ ES MATERIAL MONOCRISTALINO Y POLICRISTALINO? COMPORTAMIENTO

Son tpos de ormacones crstalnas.

Monocrstalno: Esta ormado por un solo crstal# es decr un !rano !!ante. Para ormarlo la/elocdad de enramento tene 0ue ser muy *aa para 0ue los ones se colo0uenordenadamente en la estructura y en una sola dreccn. Esta l*re de deectos# no tenedslocacones y tene mucha resstenca mecánca# deormarlo costaría muchísmo.

Polcrstalno: %ene muchos crstales# !ranos y *ordes de !ranos. En la realdad todos losmaterales son polcrstalnos# cuanto mas chco es el !rano# mas duro y resstente y menosrá!l y dúctl.

,D – DEFECTOS CRISTALINOS. ORIGEN Y DESCRIPCIÓN3os deectos crstalnos son anomalías 0ue aparecen en la estructura de la cual se derencade la red crstalna perecta.

Se /an a clascar en Puntuales# 3neales y Supercales.

Puntuales:Cacanca: Es un hueco en la red creado por la p"rdda de un on 0ue se encontra*a enesa poscn. Puede producrse durante la soldcacn# por pertur*acones locales duranteel crecmento de los crstales o por un reordenamento de un crstal ya ormado.

@eectos nterstcales: $n átomo e8tra o mol"cula se nserta en la estructura de la reden una poscn 0ue normalmente no está ocupada# no de*ería ha*er nada.

@eecto de 6renel: @eecto nterstcal en el cual aparece un caton# 0ue tendría 0ueestar en una poscn dstnta de la red. Se !enera una /acanca por0ue se /a el on de lared. aracterístco de los crstales ncos.

Schotty: Se orma en crstales ncos. Asocacn de , /acancas# una annca y otracatnca.

3neales:Mirar car$eta $or 'ráficos.

3lamados dslocacones# son dstorsones en la red centrada en torno a una línea. Se creandurante la soldcacn o por deormacn plástca.

@slocacn: 3a dslocacn es un deecto lneal 0ue está representado por la recta 0ueresulta de la nterseccn entre el plano de deslamento y el plano e8tra en la red 0ue daor!en al deecto de dslocacn. Nos permte ahorrar ener!ía enormemente para deormarplastcamente.

&ecordemos 0ue el plano de deslamento es a0uel 0ue d/de al espaco en dos onas#la 0ue contene el plano e8tra y la 0ue no lo contene. Se llama plano de deslamentopor0ue cuando por eecto de la deormacn plástca la dslocacn comena a mo/erse# esen ese plano donde se desarrolla su mo/mento.

@slocacn de *orde: Se 'eneran $or la intrusi+n en forma de cu4a de una l)neade átomos en una red cristalina. El efecto decrece a medida (ue nos ale5amos del mismo.

@slocacn de h"lce o helcodal: Se $roduce al a$licar una fuer,a de corte oci,allamiento 'enerando un des$la,amiento relativo de la red.

3ímte o *orde de !rano: Se reere al límte 0ue separa los crstales 0ue tenenderente orentacn.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareSupercal

Maclado: Mecansmo de reordenamento crstalno propo de al!unos metales# 0ue tenecomo o*et/o tomar una determnada dsposcn crstalna# 0ue sea más a/ora*le a laconormacn plástca.

@espu"s del maclado /oy a /er 0ue la red crstalna no tene la msma re!ulardad deantes# pero conser/a la propedad de 0ue una parte es la ma!en especular de la otra.

Se da en los P undamentalmente (o en los *cc a *aa temperatura).

Se !eneran por conormacn plástca o por tratamento t"rmco (recosdo)

, – ¿POR QUÉ LA RESISTENCIA MECÁNICA DE UN MONOCRISTAL PURO SINDEFECTOS# ES MUY SUPERIOR A LA DE UN MATERIAL POLICRISTALINO?

3a ran de por 0u" es la resstenca mecánca de un monocrstal es superor a la de lospolcrstalnos# es 0ue al ormarse un solo !rano perecto esta l*re de deectos y no tenedslocacones. El mo/mento de las dslocacones aclta la conormacn plástca# tam*"nlas /acancas y el maclado (por lo tanto aclta la deormacn del materal)

,F – ¿QUÉ ES CORROSIÓN INTERCRISTALINA?*s un deterioro $or corrosin localizada />o ad/acente a los l(&ites de grano de una aleacin, causada$or la $resencia de i&$urezas en el &is&o. uede controlarse a tra#6s de trata&ientos t6r&icos oele&entos de aleacin."a zona de orde de grano #a a estar &%s $redis$uesta a corroerse )&%s sensile al a corrosin $orser la zona de &a/or energ(a lire )$or'ue est% desordenada $or'ue no 4an $odido llegar al e'uilirode los electrones.

,G – ¿QUÉ SE ENTIENDE POR SOLUCIÓN SÓLIDA? TIPOS DE SOLUCIÓN SÓLIDA. BREVEEXPLICACIÓN DE CADA UNA

$na solucn solda es un sstema homo!"neo (tene una sola ase) compuesta por un solutoy un sol/ente. $na ase es una ona en donde todas las partes tenen las msmaspropedades# está en estado sldo.

Para darse cuenta s dos materales en cual0uer proporcn ormaran una solucn solda#ume &othery do 5 pautas.

1) Sstema crstalno: ada metal tene 0ue crstalar en el msmo sstema yormar una sola ase. (condcn necesara pero no sucente)

,) 6actor %amaBo: es el porcentae de derenca de los rados ncos de losmetales A y 9# por encma del 17T la solu*ldad /a a ser muy escasa#menos del T puede ser solu*ldad total. @el 17 al /a aumentando la

solu*ldad.-) Andad uímca: uanto más andad 0uímca hay entre los metales A y9 más pro*a*ldad hay de ormar solucn solda. 'sea los 0ue estánmás cerca en la ta*la perdca. 3os 0ue están leos orman compuestos0uímcos en /e de solucones

5) Calenca uímca: Para 0ue haya solu*ldad total de*en tener la msma/alenca. El de menor /alenca tende a dsol/er al de mayor /alenca y noal re/"s.

lascacn Solucn Solda.

Susttuconal: Es en la cual el soluto puede reemplaar al sol/ente en las msmas poscones

en la red.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare?nterstcal: uando el soluto no tene la capacdad de reemplaar al sol/ente y se u*cara enlos espacos /acos 0ue dee el msmo.

-H – @*ue completo un da!rama de e0ul*ro de solu*ldad total en estado lí0udo ysldo.

*s un siste&a or&ado $or dos ele&entos, los cuales or&anuna solucin slida en cual'uier $ro$orcin, tanto en estadol('uido co&o slido.

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-1 – CONCEPTO DE DIFUSIÓN. FUNDAMENTO

3a difusi+n es el /ae de los átomos# mol"culas o ones de una sustanca a tra/"s de la mcroestructura de la otra.3a Auto difusi+n es el /ae de las partículas a tra/"s de su msma estructura3os actores 0ue ncluyen en la dusn son:

%emperatura: A mayor temperatura hay mas dusn ya 0ue las partículas tenenmas ener!ía. (6actor e8!eno)

oecente de dusn: A mayor coecente de dusn# mayor dusn. @epende de

la temperatura. 3os coecentes son relat/os a cada materal. (6actor end!eno)3a mo/ldad de los átomos re0uere dos condcones:

E8stenca de un lu!ar /acío

Utomos ten!an la sucente ener!ía para desplaarse en la red.

3a dusn !enera cam*os muy mportantes en la estructura crstalna de los metales ya0ue /ararán las propedades mecáncas.

E8sten dos mecansmos de dusn: @usn por /acantes: &e0uere /acantes# producto de mpereccones y deectos en la

red crstalna.

@usn nterstcal: @usn de partículas desde una poscn nterstcal a otra. 3oproducen solutos pe0ueBos como ,# ',# y N,.

(2racos de los mecansmos en la carpeta)17


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-, – DIBUJE COMPLETO UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD TOTAL ENESTADO LQUIDO E INSOLUBILIDAD TOTAL EN SÓLIDO. FASES# Y LNEAS Y PUNTOS

CARACTERSTICOS.

El punto eut"ctco# es un punto de transormacn 0ue cuenta con tres ases en e0ul*ro(A4943í0udo). Es donde se produce la reaccn eut"ctca.

14No tene nter/alo de soldcacn. Soldca !ual 0ue un metal puro.,43a temperatura de usn de la aleacn eut"ctca es la más *aa.-4 Es un punto n/arante# por0ue para cual0uer lado 0ue me desplace meaparece


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareEut"ctco: Es un componente metalo!ráco en el cual coe8sten íntmamente crstales dedstntas ases en e0ul*ro. En el caso de ser un materal ormado por dos elementos# tenetemperatura de soldcacn dada y no un ran!o de temperaturas# por lo tanto e8ste unacomposcn y temperatura eut"ctca determnada.

Mismas características ue en el punto A2.

-7 – CONCEPTO DE EUTECTOIDE. CARACTERSTICAS.

El Eutectode es un punto n/arante# no tene !rado de l*ertad# en donde ocurre unareaccn de nsolu*ldad en el estado sldo# y se orma a partr de un sldo(a derencadel Eut"ctco 0ue parte de un l0udo)

En la % Eutectode se orma una estructura lamnar a derenca del eut"ctco 0ue se ormauna !lo*ular.

Por e4emplo para el aceros esta transformación a lu$ar a @2@C*. !a austenita se transforma en

cementita (eA*) y en ferrita. "l compuesto laminar obtenido se nombra DperlitaE.

S1444444444444444 S, + S- %V Eutectode Mcroconsttuyentes eutectode S, y S- nsolu*les entre s.

-D – DEFINA LAS CURVAS DE LIQUIDUS# SOLIDUS Y SOLVUS

ur/a de 3í0udus


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*s un siste&a or&ado $or dos ele&entos los cuales soluilizan 4asta una deter&inada co&$osicin)l(&ite de soluilidad, a $artir de la cual no 4a/ &%s soluilidad. uelen encontrarse #arias asescorres$ondientes a las soluciones slidas.

*n el diagra&a inario de soluilidad $arcial, las letras / J re$resentan las restricciones desoluilidad de cada ele&ento $ara disol#er al otro. ? e5istir% una zona de transicin donde 4ar% una&ezcla de slidos o J con aleacin li'uida ) 7 " o J 7 ".

i la #elocidad de enria&iento es &a/or 'ue la estalecida $or las condiciones de e'uilirio entonces

ocurre la egregacin, 'ue es la distriucin no unior&e de los co&$onentesara eli&inar la segregacin, se realiza la 4o&ogeneizacin, 'ue consiste en el calenta&iento 4astacerca del $unto de usin donde ocurre el reaco&oda&iento de las $art(culas.

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-F – ESTADOS ALOTRÓPICOS DEL HIERRO. COMPONENTES QUE SE FORMAN.Alotro$(a es una $ro$iedad de algunos ele&entos $or la cual sus %to&os o iones ado$tan dierentessiste&as cristalogr%icos, es decir, distintas distriuciones en el es$acio, de acuerdo a $resin /te&$eratura a la 'ue est%n so&etidos.

*aso hierro:

K3asta E10LC, la or&a del 4ierro es el Feα, tiene estructura cc, estale 4asta E10LC.K=2 se transor&a de &agn6tico a no &agn6tico )$uto Curie.

KFeγ , cc )cHica centrada en las carasKunin en cada #6rtice / cada cara.Kestale entre E10-1


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareEstado Estruct

.T má8. %emp. 'tros aracterístcas

Ala BCC 0,02

0,00

2D OC

A&iente

6errta. olucin slidaintersticial de Carono en

Feα.

Mu/ landa.Mu/ ductil.Mu/ a8a resist &ec%nica.Ba8a dureza )E03B

;a&&a P FCC 2,100i ten1s m&s

de esto esundición dee sino 8cero.

11D2 LC Austenta. olucinslida intersticial de

Carono en Feγ

No es &agn6tica.No estale a TLa&.

Nace de reaccin$erit6ctica.

CFeD FeDC =,= ementta. Co&$uesto'u(&ico inter&et%licointesticial.

Tiene co&$osicin i8a)=,==C.*structura cristalinaortorr&ica.Mu/ dura )23Rc.Mu/ r%gil.Magn6tica a 210LC.A TLa& es una estructura&etaestale.

-G – @*ue el da!rama de e0ul*ro 6e4. ?nd0ue los puntos correspondentes alpert"ctco# eut"ctco# eutectode# las temperaturas y los porcentaes de ar*onocorrespondentes a los msmos y las ases presentes en cada ona.

G$%&'() *'+, +/'(%0) +, /% (%$+1%.

A te&$eratura a&iente la ase estale → *errita o &ierro 7 → estructura BCC → C se soluiliza $oco→ oca dureza / ro$iedades &agn6ticas.

2DOC → la errita $asa a la or&a de Austenita o &ierro 8

1DE


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lascacn de las aleacones errosas

Aleaciones de alrededor de 0,E C Aceros &i$oeutectoides → &enos de 0,E C Aceros Eutectoides → 0,E C Aceros &i$ereutectoides → &as de 0,E C

Aleaciones de alrededor de


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5H – ¿CUÁLES SON LOS MICROCONSTITUYENTES MONOFÁSICOS QUE APARECEN ENLOS ACEROS? DEFINA CADA UNO.

*errita: 0olución sólida intersticial de * en e alfa estructura bcc. 8 temperatura ambiente absorbe???- de *arbono. M&ima solubilidad del *arbono en errita es a @2AC (temp. "utectoide). !a ferritadisuel'e ??2G de *arbono.

"s muy ductil y blanda. 7iene una dure,a de H?%B 2-I$=mm2

de rotura y AGJ de alar$amiento.Resistencia mec&nica ba4a.

8 temperatura ambiente es ma$n1tica al pasar el punto de *ourie (@@?C) de4a de ser ma$n1tica.

Austenita: 0olución sólida intersticial de carbono en hierro $amma. 0e encuentra en aceros por deba4o de la 7emperatura crítica superior con una solubilidad m&ima de 2FFJ a FFA2C*. !asolubilidad decrece con la temperatura hasta ?-J a @2AC* descomponi1ndose en Perlita(errita+*ementita)

!a resistencia a la tracción es de --#F?GI$=mm2 y alar$amiento de 2?#A?J. "s no ma$n1tica dúctil y tena,.

Cementita: "s un compuesto intermet&lico *arburo de %ierro ue contiene KK@J de * y HAAAJ de%ierro. *ristali,a formando un paralelepípedo ortorrómbico. "s el constituyente m&s duro y fr&$il de losaceros %RcLK-. erroma$n1tica por deba4o de los 2F?C*.

*e

:

51 – ¿CUÁLES SON LOS MICROCONSTITUYENTES BIFÁSICOS QUE APARECEN EN LOSACEROS? DEFINA CADA UNO.

Perlta: Microconsitu/ente $oli%sico eutectoide de a$ro5i&ada&ente 0, de C, or&ada $orl%&inas alternadas de Ferrita / Ce&entita, $ro#enientes de la desco&$osicin de la Austenita $orenria&iento lento al $asar los 2DOC.

Contiene 1D de FeDC / de Fe Ala, con una resistencia de a$ro5i&ada&ente 0g>&&2 / unalarga&iento del 1.

"a inura de estas l%&inas / se$aracin, de$ende de la #elocidad de enria&iento e inlu/en sore lascaracter(sticas &ec%nicas. *n uncin de ello se clasiica en erlita gruesa / erlita Nor&al o Fina.

3ede*urta: Co&$onente de dos ases slidas )austenita / ce&entita 'ue a$arece en el $untoeut6ctico. "a ce&entita necesita enria&iento r%$ido $ara su a$aricin, sin e&argo la austenita /aest% saturada de carono, $or lo 'ue a&os se 4acen $resentes en este $unto. Con


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareEserodta: se or&a si durante un $eriodo largo un acero de or&a $ol(tica se calienta cerca de late&$eratura inerior al eutectoide. "as $art(culas de ce&entita a$arecen eseras incrustadas en una&atriz continua de errita. *5tre&ada&ente dHctiles / tenaces. 9ureza / resistencia &enor 'ue $erlita.

Martensta: *s una solucin slida soresaturada de Carono en 3ierro Ala, 'ue $uede o no contenercaruros. *s el constitu/ente t($ico de los aceros te&$lados. Contiene en general 4asta el 1 decarono, en casos es$eciales de aceros 4i$ereutectoides, encontra&os #alores de 4asta 1,D de C.

us $ro$iedades #ar(an en su co&$osicin, au&entando su dureza, resistencia / ragilidad con elcontenido de Carono. 9es$u6s de los caruros / la Ce&entita es el &icroconstitu/ente &%s duro delos aceros.

Resistencia 10 a 20 g>&&2

9ureza 0 a = 3Rc

Alarga&iento 0, a 2,

*s &agn6tica, $resenta una estructura &arcada&ente acicular, en or&a de agu8as. "as agu8as or&an%ngulos de =0O. u estructura cristalina es tetragonal.

Martensta re/enda: con el trata&iento t6r&ico re#enido se incre&enta la ductiilidad / tenacidadde la austenita / las tensiones internas se reducen. ara ello se calienta el acero 4asta cerca deleutectoide. "a estructura 'ueda con $art(culas $e'ueGas de ce&entita dis$uesta en una &atrizerr(tica.

%roostta: *s una estructura inter&edia de te&$le. Agregado e5tre&ada&ente ino de ce&entita /4ierro ala. e $roduce $or enria&iento a #elocidad &enor 'ue la cr(tica de te&$le.

Sor*ta: *s un agregado ino de ce&entita / 4ierro ala. e otiene $or enria&iento de la austenita a#elocidad considerale&ente &enor 'ue la cr(tica de te&$le. *s el &icroconstitu/ente de &%5i&aresiliencia de los aceros.

5- – DEFINICIÓN DE MARTENSITA. CARACTERSTICAS.

Martensta: *s una solucin slida soresaturada de Carono en 3ierro Ala, 'ue $uede o no contenercaruros. *s el constitu/ente t($ico de los aceros te&$lados. Contiene en general 4asta el 1 decarono, en casos es$eciales de aceros 4i$ereutectoides, encontra&os #alores de 4asta 1,D de C.us $ro$iedades #ar(an en su co&$osicin, au&entando su dureza, resistencia / ragilidad con elcontenido de Carono. 9es$u6s de los caruros / la Ce&entita es el &icroconstitu/ente &%s duro delos aceros.

Resistencia 10 a 20 g>&&29ureza 0 a = 3Rc

Alarga&iento 0, a 2,

*s &agn6tica, $resenta una estructura &arcada&ente acicular, en or&a de agu8as. "as agu8as or&an%ngulos de =0O. u estructura cristalina es tetragonal.

55 – ¿PARA QUÉ SE UTILI"AN LOS DIAGRAMAS TTT Y CÓMO SE OBTIENEN?

*stalece las transor&aciones &etalograicas en uncin del tie&$o / de la te&$eratura.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancaree realiza $or'ue $ara te&$lar se utilizan #elocidades 'ue no son las de e'uilirio / a$arecen asesuera de este /> nue#as ases 'ue en el diagra&a Fe-FeDC ni si'uiera a$arecen $or e8e&$loMartensita-Bainita. Ade&%s, est% la inluencia de los ele&entos de aleacin.

or e8e&$lo $ara un acero eutectoide )0,E de C

e lle#an las $roetas a te&$eratura de austenizacin co&$leta. "uego se introducen las $roetas enaGos a distintas te&$eraturas. Inicial&ente tendre&os 100 austenita, / al inalizar otendre&os

una estructura 100 de erlita gruesa.

Al enriar a distintas te&$eraturas $odre&os otener erlita ina, Bainita su$erior o Bainita inerior.

i enria&os a una deter&inada #elocidad / te&$eratura co&enzar% a a$arecer Martensita. Sue tieneun inicio de la transor&acin / un in."a cur#a de la iz'uierda del diagra&a se lla&a nar(z $erl(tica, la tangente a la nar(z $erl(tica,re$resenta la #elocidad cr(tica de te&$le. Qe&os 'ue a &edida 'ue la nariz $erl(tica se corre a laderec4a, la #elocidad cr(tica es &enor, esto i&$lica &a/or te&$lailidad.Cada diagra&a TTT res$onde a un ti$o de acero.

57 – ¿CUÁL ES LA INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN LA CURVA TTT?

Al incor$orar aleantes el &aterial dis&inuir% sus $untos cr(ticos, de &anera 'ue el &aterial contar% con&a/or tie&$o de enria&iento, es decir, la #elocidad critica de te&$le sera &enor. *sto se #e rele8adoen el graico de las cur#as TTT a tra#es de un des$laza&iento de las &is&as 4acia la derec4a )zona de&a/ores tie&$os.

5D – TRANSFORMACIÓN MARTENSTICA. "as caracter(sticas unda&entales de esta transor&acin son

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1. e $roduce sin 'ue 4a/a diusin deido a 'ue la #elocidad de enria&iento es tal 'ue no datie&$o al reordena&iento de la red de Austenita $ara 'ue se transor&e en Ferrita / erlita $ordea8o de los 21OC, en el caso de los aceros 4i$oeutectoides o en erlita / Ce&entita $ara elcaso de los aceros 4i$ereutectoides.

2. e $roduce a a8a te&$eratura, dado 'ue en esas te&$eraturas no 4a/ diusin.D. *s continua )tiene te&$eratura de co&ienzo / in, se$arada la $ri&era de la segunda

10O>20OC.


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancarea.&asa.Te&$eraturac.#elocidad de calenta&ientod.Clase del acero

*l enria&iento es lento en 4orno oteni6ndose una estructura con $erlita gruesa.

"os o8eti#os son los &is&os 'ue en regeneracin total.

5G – DESCRIBA Y GRAFIQUE LOS RECOCIDOS SUBCRTICOS

e realiza a te&$eratura $or dea8o de la te&$eratura cr(tica inerior, su uso es recuente $araalandar &ateriales endurecidos $or el traa8o en r(o en c4a$as / ala&res, / $or esta&$ado,la&inado o treilado.

*l recocido sucr(tico de alanda&iento, $roduce la recristalizacin / la consiguiente desa$aricin detensioes / acritud. Aecta a la errita / en los aceros de 0,


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7H – DESCRIBA COMO SE REALI"A UN NORMALI"ADO Y QUÉ OBJETIVOS PERSIGUE.

Consiste en austenizar total&ente el acero, calentando a te&$eraturas su$eriores entre 0-0OC sorela te&$eratura cr(tica su$erior / luego enriarlo al aire. e intenta otener una estructura Ferrita-erlita/ $erlita la&inar ina.*ste trata&iento tiene $or inalidad corregir la estructura de Vid&anstatten, ainar el grano de losaceros rutos de colada, la&inados o or8ados o sorecalentados durante la austenizacin. ? ta&i6nco&o $aso $re#io a un te&$le.

ara el caso de aceros 4i$oeutectoides los resultados de un nor&alizado en co&$aracin a un acerorecocido de regeneracin co&$leta de igual contenido de C, se otiene una &a/or $ro$orcin deerlita, &enor ta&aGo de errita $roeutectoide, &enor se$aracin de las l%&inas de Ce&entita / &enorcantidad de errita en el interior de la $erlita. *l l(&ite el%stico, la resistencia a la rotura, dureza / casisie&$re la tenacidad del acero nor&alizado resultar%n &a/ores 'ue un acero recocido.

71 – TEMPLABILIDAD. CONCEPTO. EVALUACIÓN

e deno&ina te&$lailidad a la ca$acidad del acero $ara lograr $roundidad de te&$le, es decir, $aralograr estructuras casi co&$leta&ente &artens(ticas a distancias &a/ores, &edida desde la cara de la$ieza en contacto con la su$ericie de enria&iento.*n la $r%ctica la te&$lailidad se e#alHa a tra#6s de la dureza."os ele&entos de aleacin, sal#o e5ce$ciones, au&entan la te&$lailidad / a8an la #elocidad cr(ticade te&$le.

"a or&a de e#aluarla $uede ser a tra#6s del *nsa/o Wo&in/Consiste en enriar una $roeta nor&alizada en condiciones est%ndar / otener inal&ente una cur#ade durezas 'ue corres$onde a las sucesi#as #elocidades de enria&iento, logradas a lo largo de la$roeta.

"a $roeta es de or&a cil(ndrica con una $estaGa $arasu8etarla cuando se la coloca en el dis$ositi#o.*l e'ui$o Wo&in/ es un dis$ositi#o de enria&iento 'ue constade un accesorio $ara su8etar la $roeta / de un c4orro de aguacon un caudal / te&$eraturas constantes. *l c4orro de aguaincide sore la ase de la $roeta cil(ndrica, de esta &anera selogra en la ase la &is&a #elocidad de enria&iento cual'uierasea el acero. e e5trae la $roeta del 4orno, se colocar%$ida&ente en el dis$ositi#o en &enos de segundos. e de8a

enriar en el c4orro de agua durante 10 &inutos. "uego se saca del dis$ositi#o / se enr(aco&$leta&ente en agua.

e rectiican dos generatrices o$uestas, se to&an sore ellas durezas RocXYell C a inter#alos igualesde distancias, a $artir del e5tre&o enriado. ara cada instancia otene&os una dureza distinta 'ue ir%dis&inu/endo $rogresi#a&ente con una intensidad 'ue de$ende del acero ensa/ado.

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7, – ¿QUÉ SE ENTIENDE POR SEVERIDAD DE TEMPLE Y DE QUÉ DEPENDE?

e lla&a se#eridad de te&$le del &edio de enria&iento / se lo designa con la letra 3, a la ca$acidaddel &edio de enria&iento $ara asor#er la &a/or cantidad de calor en el &enor tie&$o $osile. e leasigna el #alor 3+1 al agua $ura sin agitar. "as #elocidades relati#as de enria&iento de$enden del&edio de te&$le.

7- – ¿QUÉ ES LA VELOCIDAD CRTICA DE TEMPLE Y DE QUÉ DEPENDE?

"a #elocidad cr(tica de te&$le es la &(ni&a #elocidad de enria&iento 'ue $er&ite otener unaestructura 100 &artens(tica, estructura conocida co&o de te&$le $erecto.9e$ende del &edio de enria&iento, el agua $ara te&$lar es un gran &edio $ero tiene algunosdeectos se #a$oriza r%$ida&ente en la zona de contacto, / 'ueda sus$endido aire 'ue i&$ide la$osiilidad de te&$lara a esas te&$eraturas, el $oder rerigerante del agua se reduce al au&entar late&$eratura.or ello se enr(a en un $ol(&ero 4idrosolule.

Ta&i6n de$ende de si el acero es aleado. Algunos aceros de alta aleacin, se te&$lan &ediante elenria&iento al aire tran'uilo. al#o e5ce$ciones, casi todos los aleantes 4acen decrecer la #elocidadcr(tica de te&$le.

75 – DESCRIBA Y GRAFIQUE COMO SE REALI"A EL MARTEMPERING. VENTAJAS DEREALI"AR ESTE TRATAMIENTO TÉRMICO

Ta&i6n lla&ado te&$le escalonado. Alcanzada la te&$eratura de austenizacin corres$ondiente alte&$le, se a$lica una $ri&era eta$a de enria&iento 4asta una te&$eratura $or enci&a de late&$eratura &artens(tica su$erior, a una #elocidad &a/or a la #elocidad cr(tica de te&$le 'uecorres$onde al acero.

*ste enria&iento se eectHa en un aGo de sales undidas. e &antiene a esta te&$eratura durante uncierto tie&$o 4asta lograr 'ue toda la $ieza tenga la &is&a te&$eratura.

Alcanzada la 4o&ogeneidad t6r&ica enria&os al aire / otendre&os una estructura de Martensita conno &uc4o &enos tensiones / &enos e5$osicin a la deor&acin.

"a restriccin del e&$leo es co&o cae es$erar el es$esor de las $iezas. ara el caso de aceros alcarono, el di%&etro &%5i&o ad&isile en la $ieza #ar(a entre 10 / 12 &&. Trat%ndose de acerosaleados el #alor oscila entre 20 / D0 &&.*ste trata&iento no es isot6r&ico /a 'ue en el &anteni&iento re#e a te&$eratura constante, no 4a/transor&acin de ase alguna.

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77 – DESCRIBA Y GRAFIQUE COMO SE REALI"A EL AUSTEMPERING. VENTAJAS DE

REALI"AR ESTE TRATAMIENTO TÉRMICO

"la&a&os as( a un trata&iento de endureci&iento $or el cual otene&os una &icroestructura ain(ticaa $artir de la transor&acin isot6r&ica de la Austenita.

Etapas:1. Calentar el acero 4asta lle#arlo al estado de austenizacin co&$leta.2. *nria&iento en aGo de sales undidas a una te&$eratura 'ue oscila entre los 20 /


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7D – ¿QUÉ DIFERENCIAS EXISTEN ENTRE UN TRATAMIENTO DE AUSTEMPERING Y UNTRATAMIENTO DE MARTEMPERING? HAGA UN ESQUEMA COMPARÁNDOLOS.

Austempern! Martempern!e calienta el acero 4asta austenizacinco&$leta. "uego se lo enr(a en un aGo desales a 20 /


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare*striccin +0

3B 110

M%5i&a $enetracin del trata&iento 1,2&&

A &a/or cantidad de aleantes, &a/or $enetracin.

*stado del acero )en la incor$oracin del C en estado acti#o o naciente Austen(tico.

Ce&entantes "('uidos, gaseosos, ce&entacin inica, slidos, &i5tos, en or&a de $asta.lidos C:DBa )acti#ante, C )#egetal

E00O-E0O 2C7:2 2C:

*l C: $enetra / luego se desco&$one

2C: ) C naciente 7C:2

"('uidos C:D2, C:D Na2, cianuros de Na, , en aGos de sales. Ca$a 0,2-1,&& o 1 a && enuncin de la concentracin del aGo

;aseosa C: 20, 32 DE, 32: 0,2, C3


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare*l acti#o es el N )at&ico es &u/ reacti#o / en el re#e tie&$o 'ue se &antiene at&ico es suce$tilede reaccionar, esto se logra con un lu8o $er&anente de N3D $ara disociar, $or'ue el N #uel#e ta&i6nenseguida al estado &olecular estale, 'ue es inerte.

DH – CARBONITRURACIÓN. DESCRIPCIÓN Y CARACTERSTICAS.

"a cianuracin o caronitruracin l('uida o 4H&eda es un trata&iento ter&o'u(&ico 'ue consiste en

calentar un $roducto siderHrgico durante cierto tie&$o a una te&$eratura sore la te&$eratura cr(ticainerior en un &edio ca$az de cederle C / N2 $ara luego enriarla r%$ida&ente en agua, aceite o aGosde sales. Re'uiere un te&$le / luego re#enido.

"a naldad es $roducir una ele#ada dureza su$ericial. "ograr una uena resistencia al desgaste.:tener a&as caracter(sticas sore su$ericies ter&inadas 'ue no re'uieren &odiicacin, rectiicacino ien lograr una &(ni&a deor&acin, alaeo o distorsin, co&$atile con el uso.*l proceso consiste en lo siguiente

*l ce&entante, %sica&ente est% constituido $or &ezcla de sales, agente unda&ental cianuro de Na'ue undido en contacto con el o5(geno se o5ida / da lugar en la su$ericie del aGo a cianatos

2NaCN 7 :2 2NaNC:

or te&$eratura el cianato se desco&$one en


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D1 – BREVE EXPLICACIÓN DE LA SECUENCIA DEL MINERAL DEL YACIMIENTO A LAPIE"A TERMINADA

D,– CONCEPTO DE REDUCCIÓN DEL MINERAL DE HIERRO. ECUACIONES

D- – DESCRIBA LAS OPERACIONES DE LA RUTA DE FABRICACIÓN4 ALTO HORNO YCONVERTIDOR DE OXGENO. MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS EN CADA ETAPA.

A3%' '&N'

El alto horno tra*aa a contra corrente# es ntercam*ador 0uímco y t"rmco. A medda 0uelos !ases ascenden le transeren calor a la car!a y reacconan 0uímcamente.

3a car!a slda se ntroduce por el tra!ante# 0ue cuenta con un sstema de do*le o trplecampana para e/tar la despresuracn del horno (la derenca de presones entre la patmos"rca y en la del horno# la del horno es mayor).

@e*ao se encuentra la cu*a# en donde los materales descenden y permte 0ue seacomoden en orma de capas. Es una ona de reduccn.El /entre tene orma clíndrca y se llama ona de car*uracn.

Más a*ao encontramos el Etalae# ona de usn. %ene orma de cono truncado n/ertdo.Esta reduccn de la seccn se de*e a 0ue el materal /a dsmnuyendo su /olumen amedda 0ue /a descendendo.

Por últmo en el rsol es el lu!ar donde se rec*e el materal unddo (arra*o). So*re "llota la escora. Su temperatura puede alcanar los ,HHHV. En la parte superor del crsol seencuentra la *oca de descar!a de la escora y en la neror la descar!a del arra*o# llamadaa!uero de colada o p0uera. Está cerrada medante un tapn de materal reractaro desecado nstantáneo 0ue se repone cada /e 0ue se produce la descar!a.

Entre el crsol y el etalae se encuentra el anllo de to*eras por donde se nyecta el areprecalentado y a /eces el uel oíl o !as natural.

El crsol esta compuesto por *lo0ues re/estdos de !rato a!lomerado# parte delre/estmento reractaro 0ue está cerca del /entre hoy en día son placas de co*re# ya 0ueel espesor del materal reractaro ocupa*a mucho espaco# sacándole el msmo a la car!a yreducendo la product/dad.

3as paredes del Alto orno están re/estdas con materal reractaro. ada /e 0ue se *aamás a tra/"s del horno como la temperatura aumenta# hay más alúmna.

El Alto orno es un proceso 9A% (no es contnuo) ya 0ue el arra*o no saleconstantemente sno 0ue sale cada tanto.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareMateras prmas para ela*orar arra*o:

ar!a:

Metalca:

Sínter: Se hace con nos de planta. %rae mucha escora. Se untan los nos

a!lomerados y se ponen en una cnta trasportadora permea*le. omo esemparrllada la cnta# se le tra are calente de a*ao y tene 0uemadores de ueloíl a los costados. Se orma un producto a!lomerado con materal a!lomerante y elsínter se hace poroso (Centaa# por0ue la marcha del horno acelera). uando lle!aal nal de la cnta el Sínter ya está preparado a GHHV41HHHV. 3a snteracon esel desarrollo de partículas soldas o nclusn sn pasar por el estado l0udo#ormando al!o compacto pero *lando a lo 0ue se llama snterado. Se tra a unaspletas con a!ua ría para 0ue sold0ue rápdo y 0ue producen 0ue el sínter seha!a 0ue*rado y lue!o se lle/a a trturar y clascar !ranulom"trcamente ydear secar. %ene menos contendo de herro (Menos 3ey)

Pellet: Es un producto a!lomerado 0ue lo a*rca la propa planta sderúr!ca. Se

a*rca con nos de plantas# se orman cuerpos apro8madamente es"rcos. Saledel proceso /erde y se dea secar y lue!o se utla. El pellet tene más ley 0ue elsnter)

Mneral al*rado: Mneral de herro concentrado. Se llama as por0ue se lo!ra porun proceso de trturacn y molendo a un tamaBo adecuado de -7 mm con unran!o adecuado.

6undente: Son sustancas 0ue se a!re!an en la car!a para lo!rar las propedad íscas y0uímcas 0ue necesto para ormar la escora (de*e terner certa característcas para poderser elmnada lue!o) Por eemplo# Pedra cala (ácda)# @olomta (*ásca)# anto rodado.

o0ue( om*ust*le): El co0ue pro/ene de la destlacn (calentamento en ausenca deo8!eno) de car*ones mnerales. Es una mecla de hulla# tur*o# l!nto# astranta. Estosde*en desarrollar propedades de cohesn (ser co0usa*le). 3o 0ue mas se usa es la hulla ytur*a. El co0ue es un producto ne!ro y poroso.$n *uen co0ue tene alrededor de G,T de car*ono 0ue es su prncpal componente (3o 0ueno es car*ono se denomna cenas) por de*ao de FGT se lo consdera de mala caldad. Elco0ue es el prncpal com*ust*le del alto horno. Este com*ust*le representa el 5HT delcosto del arra*o.ay dos tpos de co0ue# co0ue metalúr!co y de car*n /e!etal (madera) En su !ranmayoría se utla el co0ue metalúr!co ya 0ue el /e!etal no tene resstenca mecánca parasostener la car!a# entonces este es un !ran pro*lema y la altura del A de*e ser menor y*aa su product/dad# sn em*ar!o el arra*o es de meor caldad ya 0ue no tene tantoaure. En onas como 9rasl donde hay mucha orestacn# se utla el co0ue /e!etal.

(Al ser tan caro el co0ue se esta pro*ando nue/os com*ust*le como el uel ol o el !asnatural# el tema es 0ue el co0ue es tan *ueno ya 0ue reúne característcas nsusttu*les)

3a uncn del alto horno es 1- Reducir los &inerales de 4ierro, e5traer o5(geno de 5idos.,-e$arar la ganga. e 'ueda con la Mena )5ido de 4ierro. "aganga se usiona / or&a escoria. ara 'ue la escoria cu&$ladeter&inados re'uisitos se agregan undentes.

Escora *s una sustancia 'ue reHne todos los residuos 'ue no 'uiero en el arraio. A #eces se utilizaco&o &ateria $ri&a del ce&ente de &ala calidad $ara construccin.

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2ases de alto horno: e eli&inan $or arria del 4orno )Interca&io a contracorriente, a8a la cargasuen los gases.

Producto:

Arraio 3e&at(tico Contenido de soro &enor o igual a 0,D0


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare,. 6uncones ?nsusttu*les: Son las 0ue no encuentro otra sustanca 0ue cumpla con

esta uncn

4Porosdad: *l carono tiene 'ue tener $orosidad $araa de8ar $asar los gases a tra#6s de 6l. A &edida 'ue los gases tienen&%s acilidad $ara $asar &e8or.

4Sost"n de car!a: *l $eso de la colu&na de carga est% sostenida $or la estructura de

co'ue 'ue se or&a es$ont%nea&ente. ara 'ue esto suceda el co'ue tiene 'ue tenercierta resistencia &ec%nica.

D7 – ANÁLISIS GENÉRICO DEL ARRABIO. ORIGEN.

El arra*o pertenece a las undcones de herro ( 0ue /ene con un contendo deapro8madamente 5T de car*ono# y lo 0ue yo 0uero es ,T de car*ono) Se clasca en *aseal contendo de osoro

Arra*o: ematítco: ontendo de soro menor o !ual a H#-HT5#1T de ar*ono

H#HD de aureH#DH de man!anesoH#- de Slco ematítco

6osoroso: ontendo de soro mayor o !ual a 1#7HT -#FT de ar*ono

H#DT Slco H#T Man!aneso H#H7T Aure

En el medo de los dos se encuentran los semosoros y los semhemattcos.

DD – DESCRIBA LAS OPERACIONES DE LA RUTA DE FABRICACIÓN4 REDUCCIÓNDIRECTA Y HORNO ELÉCTRICO. MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS EN CADA ETAPA.

M?@&E>

En este horno se produce 3a a*rcacn de herro prmaro o @&? (se conoce como herroespona). Este sale de un proceso 0ue lo llamamos de reduccn drecta y donde nuncaalcano El estado l0udo. Para reducr en El orno Mdre8 se necesta de !ases reductorescomo el ' y el ,# 0ue los !enero en una planta 0ue se llama &eormn!. Estos !ases lesacan el o8!eno al mneral y me dean el herro.3a planta de &eormn! es un tramado de tu*os 0ue se almenta de !as natural (Metano5) y el ', y ,' (&esduos del orno Mdre8# se apro/echan) a una %emperaturamá8ma de 11HHV.El !as natural de*e ser de *ao aure por0ue en/enena al catalador (se utla el n0uel#ya 0ue el platno es muy caro)

Estas son las ecuacones de la planta &eormn!:

5 + ', ,' + ,,5 + ,H -, + '

6unconamento del Mdre8

Es un horno de cu*a parecda al A pero se derenca *áscamente en 0ue no hay usn# yno se pasa por el estado l0udo. 3o 0ue tene de smlar con el A es 0ue es un horno/ertcal# de cu*a# tam*"n es un ntercam*ador t"rmco y 0umco a contracorrente.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancarea "ingotera Trata&iento tradicional. Molde cuadrado o rectangular. e&i$roducto. e $er&iten

allos. Colada cont(nua ara tratar grandes cantidades de acero. uede ser #ertical o cur#a.

ara el acero co&Hn e eli&ina escoria / se realiza colada.ara aceros es$eciales e inclu/e escoria reductora / se 4ace a8uste de co&$osicin, se agreganaleantes / se realiza la Colada.

DG – ¿QUÉ CARACTERSTICAS Y FUNCIONES TIENE LA ESCORIA EN UN PROCESO DEFUSIÓN?

1. 9ee tener la &enor #iscosidad $osile. 9ee ser lu(da. ara &a/or #elocidad de reaccin decontacto.

2. 9e &enor densidad 'ue el aGo l('uido de &anera 'ue est6 $or enci&a de 6l.D. Insolule en el aGo l('uido.


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*l "9 es &enos costoso 'ue el 3orno el6ctrico / traa8a &%s r%$ido.*l 3orno el6ctrico traa8a con Carga slida / tiene la #enta8a de inde$endizar las uentes de energ(a delas reacciones 'u(&icas, $or lo tanto es &%s #ers%til. Ade&%s de $oder realizar una at&serareductora u o5idante segHn se $reiera. Al ser &%s #ers%til $roduce acero de &a/or calidad 'ue el del"9, $ero ta&i6n $uede $roducir aceros co&unes.*l 4orno el6ctrico tiene la #enta8a de $oder crear escoria o5idante $ara eli&inar i&$urezas o reductorageneral&ente $ara agregar los aleantes. *n ca&io en el "9 esto no se $uede 4acer. *n el 4orno

el6ctrico, $or lo tanto, el acero tendr% una co&$osicin &%s regulada.*n el "9 la energ(a 'ue se utiliza sale del &is&o $roceso 'ue es de regulacin auto&%tica, &ientras'ue el 3orno el6ctrico necesita una uente de energ(a cercana 'ue le $ro#ea de una corriente de E0MQ-A

, – DIFERENCIA ENTRE COLADA CONTINUA Y EN LINGOTERA

Colada continua es un $rocedi&iento con el 'ue se $roducen arras 'ue a#anzan / se solidiican a&edida 'ue se #a #ertiendo el &etal l('uido en una lingotera sin ondo, 'ue se ali&entaindeinida&ente.

"a colada continua es &%s r%$ida / sencilla 'ue la colada en lingoteras, se dis&inu/e la cantidad deo$erarios $or eso su costo de o$eracin, se su$ri&en los 4ornos de osa de $recalenta&iento de loslingotes / los trenes desastadores. No 4a/ rec4u$e $or'ue el 4ueco 'ue se $roduce a causa de lacontraccin se llena in&ediata&ente.e reduce la i&$ortancia de segregacin trans#ersal / desa$arece la longitudinal, $ues las secciones dela arra son relati#a&ente $e'ueGas.*n lingotera el &aterial l('uido en una ca#idad or&ada en un lo'ue de arena aglo&erada u otro&aterial 'ue se lla&a &olde / de8ar 'ue se solidii'ue el l('uido. "as segregaciones originan dierenciasde co&$osicin entre caecera / $ie / entre $aredes / centro de los lingotes. e originan rec4u$es,uso de &azarotas, $6rdidas de &etal.

olada ontnua:

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- – CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS SEG!N EL CONTENIDO DE ELEMENTOS DEALEACIÓN.

"os aceros se $ueden clasiicar segHn su contenido de aleacin en D gru$os acero de a8aaleacin, aceros de &edia aleacin / aceros de alta aleacin.

• 9e 0 a de ele&entos de aleacin es de 9aa Aleacn.• a 10 de ele&entos de aleacin es de Meda Aleacn.• 10 a 20 de ele&entos de aleacin es de Alta Aleacn.• "i&ite 0 de Fe

Normas @?N

No solo se considera el de aleacin, sino ta&i6n la cantidad de ele&entos de aleacin.Tiene un car%cter cualitati#o / cuantitati#o."a nor&a dice 'ue 'uiz%s cuando $or e8e&$lo una aleacin es del E $ero con &uc4osco&$onentes aleantes, se $uede decir 'ue es un acero de alta aleacin.

5 – ¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS ACEROS SEG!N EL PORCENTAJE DE CARBONO Y ELPORCENTAJE DE ALEANTES?

egHn la cantidad de carono se clasiican en

9ao car*ono Menos de 0,D0 de caronoMedo car*ono: *ntre 0,D a 0,= de caronoAlto car*ono: *ntre 0,= a 0,E

7 – ACEROS DE BAJO CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN. ESTRUCTURA. PROPIEDADES.FORMA DE ENDURECIMIENTO. USOS.

• u contenido en carono es inerior a 0,D0• Acero &a/or&ente erritico de a8a resistencia &ec%nica, a8a dureza / de alto alarga&iento,

gran ductilidad / tenaz.• No endurece $or trata&iento t6r&ico, no tienen te&$lailidad, no ad'uiere dureza $or te&$le.

u endureci&iento es $or traa8o &ec%nico de i&$acto. 9e %cil &a'uinado / soldale.• us a$licaciones est%n asadas en su gran ductilidad / ca$acidad de deor&acin construccin,

trans$orte, arteactos del 4ogar )la#arro$a, estuas, etc., auto&otriz )carrocer(as.• No se $ueden usar $ara trans&itir $otencia )no se $ueden 4acer engrana8es u otros ele&entos

de este ti$o. No $ueden trans&itir energ(a &ec%nica.• Alta #enta8a $ara conor&acin $l%stica $or su ele#ada ductilidad.• Usados $ara a'uellas tareas 'ue no necesiten de una gran resistencia &ec%nica.

D – ACEROS DE MEDIO CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN. ESTRUCTURA. PROPIEDADES.FORMA DE ENDURECIMIENTO. USOS.

• Contenido de carono de 0,D0 a 0,=0• e $ueden endurecer $or trata&iento t6r&ico de te&$le. "as $ro$iedades &ec%nicas son

&e8oradas $or inter&edio de los $rocesos de te&$le / re#enido, $ero solo se $ractican sore$iezas de seccin delgada.

• "uego del trata&iento t6r&ico &e8ora la resistencia al desgaste / &ec%nica, $ero dis&inu/e laductiilidad / tenacidad.

• Cuando se los or8a / son aleados, se 4acen en caliente.• ir#en $ara trans&itir $otencia.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare• Ma/or resistencia &ec%nica / dureza.• us a$licaciones son &%'uinas $ara trans&itir $otencia, ruedas de errocarril, engrana8es /

cig`eGales.

– ACEROS DE ALTO CARBONO. ESTRUCTURA. PROPIEDADES. FORMAS DEENDURECIMIENTO. USOS.

• Contenido de carono de 0,= a 0,E• on &u/ sensiles al trata&iento t6r&ico de endureci&iento $or te&$le. on so&etidos ate&$le / re#enido $ara dotarlos de &a/or resistencia al desgaste. 3a/ 'ue ser cuidadoso con elenria&iento del te&$le. ?a 'ue su ele#ada te&$lailidad 4ace 'ue algunos incluso te&$len alaire. :tros no, /a 'ue $ueden generarse grietas aHn enriando al aire.

• Ba8a ductiilidad.• *5tre&ada&ente duros, gran resistencia al desgaste, alta resistencia &ec%nica.• Ma/or $arte se usa en 4erra&ientas. us a$licaciones son aricacin de 4erra&ientas de corte,

&atrices, cuc4illos, cuerdas $ara $ianos, resortes.• 3a/ 'ue tener cuidado con la #elocidad de enria&iento / cuidado $or'ue a $esar de su

e5tre&a dureza son $ro$ensos a la ragilidad.• *n general los ele&entos 'ue se agregan co&o aleacin or&an caruros )Muc4a dureza.

F – ELEMENTOS TRADICIONALES DE ALEACIÓN. ENUMERACIÓN. CARACTERSTICASCOMUNES A TODOS.

Cro&o, n('uel, &olideno, tungsteno, titanio, #anadio, coalto.

Tienen tendencia a or&ar caruro )el n('uel tiene a8a tendencia, au&entan la dureza / tienen a8ainluencia sore otras $ro$iedades.

Tienden a a8ar $untos cr(ticos, $or tanto au&entan ca&$o austenitico, corren la cur#a TTT 4acia laderec4a lo 'ue &e8ora la te&$lailidad

Me8oran la resistencia a la corrosin, $or $asi#asin.

G – ELEMENTOS DEL ANÁLISIS BÁSICO DEL ACERO. FUNCIÓN COMO ALEANTES.

"os ele&entos de la co&$osicin %sica son el Fe, / Mn, , C, , i. Cuando estos ele&entos su$eranun cierto #alor, /a se consideran de aleacin / el acero es aleado.

ar*ono: *l au&ento del contenido de carono en el acero ele#a su resistencia a la traccin,incre&enta el (ndice de ragilidad en r(o / 4ace 'ue dis&inu/a la tenacidad / la ductilidad.

Man!aneso: *l es #ariale del 0, al 1< / en uncin de este se $ueden otener distintasestructuras. Au&enta la resistencia sin dis&inuir el alarga&iento. *l &%s e&$leado es el acero3A9FI*"9 de 12 de Mn $or su gran resistencia al desgaste, se e&$lea $ara rieles, dragas, orugas degrHas, ilo de to$adoras, etc. *s de gran utilidad $or'ue su resistencia al desgaste se #e au&entada$or deor&acin &ec%nica en r(o, $or lo tanto, &ientras &%s se usa, &%s au&enta su resistencia.*s antigraitizante a#oreciendo la or&acin de CFeD )ce&entita. Nor&al&ente las undiciones suelentener de 0,< a 1, de &anganeso. *l $rinci$al $a$el del &anganeso es neutralizar el azure e#itandola or&acin de Fe.

Aure: *ste ele&ento se o$one a la graitizacin del carono / a#orece la or&acin de ce&entita.u inluencia en ausencia de &anganeso es #erdadera&ente sensile. *l azure tiene una gran ainidadcon el &anganeso / al co&inarse or&an Mn )uluro de &anganeso 'ue no tiene ninguna

inluencia en la or&acin de graito o ce&entita, / de esa &anera no resulta $er8udicial $ara laundicin. or este &oti#o sie&$re se trata de eli&inar la inluencia nosi#a del azure &ediante unaadicin de Mn.

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare*n ca&io cuando el azure e5iste en e5ceso en una undicin con $oco &anganeso, or&a con el4ierro Fe )suluro de 4ierro, 'ue a#orece la or&acin de ce&entita / tiende, $or lo tanto, alan'uear la undicin. Un contenido nor&al de azure, en las undiciones #ar(a de 0,01 a 0,20.*l azure cuando se encuentra en cantidades i&$ortantes / en ausencia de Mn, $uede dar lugar alen&eno de te&$le in#ertido. uele ocurrir 'ue el azure a$arece segregado en las zonas centrales,$r5i&as a las &azarotas o rec4u$es, en or&a de Fe 'ue tiende a lan'uear en esos $untos a laundicin. *ntonces ocurre 'ue la zona central es &%s dura 'ue la $erieria, / $or lo tanto esteen&eno suele conocerse con el no&re de te&$le in#ertido.

6soro: *l soro suele aGadirse intencional&ente, a #eces, en la undicin con o8eto de a#orecersu colailidad, / se e&$lea cuando se 'uiere aricar $iezas de or&a co&$licada o de car%cterdecorati#o u orna&ental.*l soro es le#e&ente antigraitizante, dando lugar a un au&ento de la ragilidad / la dureza."a &e8ora de la colailidad de las undiciones $or la $resencia de soro es deida a la or&acin deleut6ctico esteadita )'ue est% or&ado $or una aleacin inaria de errita / osuro de 4ierro de a8o$unto de usin E=0OC, 'ue suele a$arecer en los contornos de grano.Un contenido nor&al de soro es de 0,1 e&$le%ndose contenidos &%s a8os cuando se desea altaresistencia / &%s ele#ados, de 0, a 1,, cuando se desea alta colailidad.

Slco: Con $orcenta8es 0, a 2 se lo usa 8unto al Mn )0, $ara aceros de resortes. *l i ta&i6n

se usa aleado en los ino5idales $ara &e8orar su resistencia a la corrosin / o5idacin a altaste&$eraturas. ;eneral&ente se lo usa en contenidos 'ue #an de


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare*8e&$los a 1D de Mn )te&$le en aceite Cr )te&$le al aire c 12 Cr )Te&$le al aire / enaceite.on del ti$o de aceros de 4erra&ientas. 9e los tres ti$os de aceros en los 'ue se clasiican el &%secon&ico es el del ti$o A, el &%s indeor&ale el B con de cro&o / el &%s duro de losindeor&ales el C con 12 de cro&o."a caracter(stica unda&ental 'ue los 4ace dierentes del resto de los aceros es 'ue durante eltrata&iento t6r&ico de te&$le $r%ctica&ente no sure #ariaciones di&ensionales ni #ariaciones de$er(&etro.

"a caracter(stica unda&ental es 'ue no se deor&an, conser#ando sus di&ensiones durante eltrata&iento t6r&ico de te&$le. *#ita la necesidad de eectuar con $osterioridad a los trata&ientost6r&icos de te&$le / re#enido una &ecanizacin de la $ieza.ara $iezas &u/ co&$licadas $ara aceros de 4erra&ientas &uc4as #eces los $rocesos de &ecanizacin$osteriores al te&$le / re#enido son $r%ctica&ente i&$osiles de realizar.*sta caracter(stica de indeor&ailidad es $osile $or'ue los aceros indeor&ales son aceros de altate&$lailidad, lo 'ue i&$lica 'ue $ueden alcanzar durante el te&$le durezas &u/ ele#adas sinnecesidad de a$licar altas #elocidades de enria&iento )tienen una #elocidad cr(tica &u/ a8a $or lotanto est%n so&etidos a una &uc4o &enor tendencia a grietas / distorsiones di&ensionales."os aceros indeor&ales se utilizan $ara cuc4iller(a )guillotinas, tuelas, etc. $ara 4erra&ientas decorte.

F- – ACEROS PARA TRABAJOS EN CALIENTE. CARACTERSTICAS. APLICACIONES.

oseen $oca deor&acin. Carono 0, a 0,=, cro&o 1 a , Molideno 1 a 2, tungsteno 2 a 1.A$licaciones en &atricer(a / $unzones $ara la or8a, esta&$ado en series $rolongadas, in/eccin de&etales no errosos, &oldeo de &ateriales $l%sticos.

F5 – ACEROS INOXIDABLES MARTENSTICOS. CARACTERSTICAS. APLICACIONES.

No tiene n('uel.Contiene entre 12 / 1 de cro&o, carono entre 0,1 / 1.Menor resistencia a la corrosin )co&$arado a todos los ino5idales.Al no tener n('uel / co&o el cro&o es al%geno, estos aceros se $ueden endurecer $or te&$le. Tienenuna uena te&$lailidad. e $ueden te&$lar en aceite, no 4ace alta en $ol(&ero 4idrosolule.*5celente resistencia &ec%nica.on los &%s econ&icos en $recio $or no tener n('uel.No se $ueden usar $ara electrodos ino5idales )se te&$lar(an / se #ol#er(an r%giles. ara esto se usael austen(tico.

E:

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareon &u/ econ&icos $or'ue no contienen n('uel. e usan en a'uellas a$licaciones donde no es$re$onderante la resistencia &ec%nica / se $ri#ilegia la resistencia al calor."a $resencia de caruros suele $ro#ocar un descenso i&$ortante en la resistencia a la corrosin. ereco&ienda a8ar los contenidos de carono / reducir al &%5i&o la $resencia de nitrgeno, $ara as( detal &anera &ini&izar las $reci$itaciones de caruro.

E:

AII &&2. Ze+Dg>&&2. Alarga&iento 2.A$licaciones generales, no endureciles $or te&$le.Usos e'ui$a&iento $ara restaurantes.

AII &&2. Alarga&iento 20.A$licaciones de alta te&$eratura, calentadores, c%&aras de co&ustin.

FD – ACEROS INOXIDABLES AUSTENTICOS. CARACTERSTICAS. APLICACIONES.

Aleacin ternaria.Tienen cro&o )entre 1=-2 / N('uel )-20.Co&o tiene &uc4o n('uel )ele&ento ga&%geno, estailiza la Austenita a te&$eratura a&iente.

No son so&etidos al te&$le $or'ue tienen austenita estale en cual'uier rango de te&$eratura )noad&ite la transor&acin. e lo endurece $or deor&acin $l%stica en r(o.Ma/or resistencia a la corrosin $or ele#ada cantidad de N('uel.*8 Cuando se 'uieren 4acer las $aredes de un 4orno se usan aceros ino5idales 'ue dean resistiraltas te&$eraturas / corrosin.on los &%s caros.

E:

AII D01 1 Cr Ni, Recocido. Zt+EM$a. Ze+2=M$a. Alarga&iento =0)a$licaciones estructurales

AII D0< 1E Cr 10 Ni Recocido. Zt+0M$a. Ze+0M$a. Alarga&iento )*'ui$os de industria 'u(&ica / ali&entaria

AII D


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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareor e8e&$lo AII D10 Resiste 4asta 1200OC la or&acin de cascarilla, co&$osicin 2 Cr, 20 Ni,2 i, 0,1 C, / en general #iene estailizado con Nioio o Titanio, 120-103B:tro acero de una calidad le#e&ente inerior es el AIID0E 20 Cr, 12 Ni, 2 i, 2 i, 0,1 C.Resiste la or&acin de cascarilla 4asta 100OC. Resistencia a la traccin a$ro5i&ada =0- g>&&2.

GH – FUNDICIONES. ORIGEN DEL CARBONO SEGREGADO. INFLUENCIA.

"as undiciones son aleaciones ternarias de Fe-C-i. *n la $r%ctica, el contenido de C #ar(a de 2. a&&2

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancare*s unda&ental 'ue el sea &enor a 0.02 $ues todo nodulizante actHa $ri&ero co&o desulurante /luego el re&anente actHa en el Fe )l('.Ade&%s los nodulizantes son de alto costo, agreg%ndose en co&inacin 0>0 con i."os inoculantes &%s eecti#os son el Mg )&agnesio / el Ce )cerio. *l inocHlate se agrega en cuc4ara)reci$iente en el 'ue se eectHa la colada del cuilote / luego se #ac(a en el &olde.

e lo utiliza $ara cig`eGales, le#as, siste&as de reno, engrana8es, etc.

G- – ¿QUÉ VENTAJAS PRESENTA LA FUNDICIÓN NODULAR SOBRE LAS FUNDICIONESCOMUNES?

Al ser los Fe undidos notale&ente &%s d6iles 'ue los aceros, el $role&a radica en la or&a en 'ue$reci$ita el C. *l graito la&inar, al ser &%s d6il 'ue la &atriz donde se encuentra, la solucin es4acerlo $reci$itar en otra or&a. "a undicin nodular tiene la #enta8a de 'ue al $reci$itar el graito enor&a de ndulos tiene $ro$iedades &ec%nicas su$eriores aHn co&$arado con la or&a Roseta, /&enos daGinas 'ue la la&inar. "a or&a de Ndulos tiene la #enta8a de $oder &e8orar la ductilidad /resistencia al i&$acto en la undicin.Al igual 'ue una undicin gris, este &aterial tiene la #enta8a de $oseer una e5celente luidez. 9e este&odo es $osile otener $iezas de reducidos es$esores, sie&$re 'ue se asegure un lu8o lineal /cal&ado a la 4ora de llenar los &oldes, esto es i&$rescindile $ara e#itar el endureci&iento de losordes / la or&acin de caruros en las secciones &%s delgadas*ntre las e5clusi#as $ro$iedades de la undicin nodular se inclu/en la acilidad $ara realizartrata&ientos t6r&icos, /a 'ue el carono lire de la &atriz se $uede disol#er a cual'uier ni#el $araa8ustar su dureza / $ro$iedades &ec%nicas.or Hlti&o, el contenido del graito $ro$orciona caracter(sticas de luricacin en engrana8es &#ilesdeido a su a8o coeiciente de riccin. "as ca8as de engrana8es $ueden uncionar con &a/or eicienciasi est%n aricadas con undicin nodular.

G5 – FUNDICIONES MALEABLES. CARACTERSTICAS. APLICACIONES

e lla&a as( a las undiciones otenidas a $artir del trata&iento t6r&ico de la undicin lanca. 3a/ dosti$osa *uro$ea o de Corazn lanco. A&ericana o de Corazn negro.

*l e&$a'ue de &ineral de la Fundicin de Corazn lanco es $ara o5idar el C, no el Fe. Ade&%s seregula as( el contenido de la at&sera en C:2 / 320.*n la undicin de corazn negro se utiliza co&o &edio de e&$a'ue, arena en un reci$iente 4er&6tico,'ue actHa co&o &edio inerte.

*s i&$ortante destacar 'ue la undicin lanca solo sir#e $ara aricar &aleale, / no dee contenerasoluta&ente nada de graito $ara ser#ir co&o &ateria $ri&a."a undicin Maleale euro$ea es un $roducto decarurado )corazn lanco, no as( la a&ericana.

*l grado de decaruracin de la undicin euro$ea de$ende del es$esor de la $ieza. *n general, en ele5terior de la $ieza la estructura es Ferrita7C )g / en interior es Ferrita7erlita7C)g

*l C en a&os casos $reci$ita en or&a de roseta lo 'ue da una estructura de $ro$iedades &u/su$eriores a la undicin co&Hn )$reci$itado la&inar.As(, el Maleale da $iezas $e'ueGas de or&as #ariadas a a8o costo de un &aterial tenaz / resistente,Htil $ara &uc4as $iezas de &%'uinas e instalaciones.

Con la Maleale Blanca o *uro$ea, se otienen &u/ uenos resultados en $iezas delgadas, $ero alau&entar el es$esor se diiculta la diusin del C / la decaruracin.

ate!orías de caldad:

F) r L A-I$=mm2 8LF-J2) r L A-I$=mm2 8LFGJ

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UTN FRBA Ing. Industrial Final Ciencia de los Materiales - 2011 Martino,Martinez,onntag,!ancareA) r L AGI$=mm2 8LF?J3) r L A2I$=mm2 8LF?J

Co&$arando a&os $rocesos, se $uede deicr en or&a general, 'ue la Maleale A&ericana o Negra,e5ige una t6cnica &%s $recisa en cuanto a la co&$osicin 'u(&ica / al $roceso de recocido 'ue laMaleale *uro$ea o Blanca.

or otra $arte, con la Maleale A&ericana se consiguen resistencias / sore todo alarga&ientos &%s

ele#ados 'ue con la *uro$ea. Ade&%s tiene &a/or soldailidad 'ue la euro$ea.

:tra #enta8a de la undicin Maleale de corazn negro, es 'ue con ella se consiguen resultadosastante satisactorios aHn con es$esores de 20 a D0 && / a #eces &a/ores es$esores. *n ca&io conla Maleale *uro$ea no suele ser con#eniente $asar de a 10 && de es$esor.

Etapas de a*rcacn de undcn malea*le:

1 9isociacin de la erlitaerlita s.s.Fe ala 7FeDC

2 9isolucin de FeDC en s.s. ga&&aD 9isociacin de FeDC


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G7 – ¿QUÉ DIFERENCIAS PRESENTA LA FUNDICIÓN NODULAR SOBRE LA FUNDICIÓNMALEABLE?

"as $ro$iedades (sicas de la undicin Nodular son &a/ores a las de la undicin Maleale. *n la$ri&era el Carono )graito $reci$ita en or&a de ndulos / en la segunda en or&a de rosetas.

"a $rinci$al dierencia es 'ue no se otienen $or trata&iento t6r&ico, sino directa&ente a $artir dell('uido $or agregado de ele&entos terceros lla&ados Inoculantes, en condiciones &u/ $articulares.

"a undicin Maleale $uede llegar a ZrD g>&&2 / Alarga&iento 1"a undicin Nodular $uede llegar a

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