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Questions and Answers

¿Qué elemento se debe agregar para evitar la formación de carburos de cromo en la sensibilización a alta temperatura?

  • Cobre
  • Titanio (correct)
  • Aluminio
  • Silicio

¿Cuál de las siguientes propiedades es esencial para las matrices utilizadas en conformado o estampado?

  • Alta dureza
  • Tenacidad elevada (correct)
  • Resistencia a la corrosión
  • Buena elasticidad

¿Qué ocurre al migrar los átomos de cromo y carbono hacia los límites de grano a altas temperaturas?

  • Se inician procesos de corrosión intergranular (correct)
  • Aumenta la resistencia al desgaste
  • Se forma una capa pasivante más fuerte
  • Se reduce la tenacidad del material

¿Cuál es el efecto del cromo en los aceros?

<p>Incrementa la templabilidad (B)</p> Signup and view all the answers

Los aceros para herramientas deben tener un contenido de aleantes mayor al:

<p>5% (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal función de los aceros utilizados en herramientas de corte por arranque de viruta?

<p>Alta dureza (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes aleaciones forma carburos del tipo V4C3 y proporciona gran resistencia al desgaste?

<p>Vanadio (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de tratamiento térmico es esencial para los aceros en alta temperatura?

<p>Templado y revenido (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de discontinuidades puede detectar la inspección visual?

<p>Superficiales (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una desventaja de los líquidos penetrantes?

<p>Difícil análisis en materiales porosos (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es uno de los métodos que permite detectar discontinuidades internas?

<p>Ultrasonido (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué requerimientos tiene el método de ultrasonido en comparación con otros métodos?

<p>Requiere personal altamente capacitado (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué técnica utiliza la absorción diferencial de radiación para detectar discontinuidades?

<p>Radiografía industrial (C)</p> Signup and view all the answers

En la inspección visual, ¿qué aspecto es crucial para una buena detección?

<p>Buena iluminación (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes es una limitación de la inspectora visual?

<p>No detecta fallas internas (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ventaja ofrece la radiografía industrial respecto a otros métodos de inspección?

<p>Proporciona un registro visual permanente (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto del níquel en la estructura del acero inoxidable?

<p>Promueve una estructura austenítica (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué componente mejora la ductilidad en caliente de los aceros inoxidables?

<p>Manganeso (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta sobre el índice IRCP?

<p>IRCP &lt; 30 indica acero de alta resistencia (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el producto obtenido al enfriar lentamente dentro del horno?

<p>Perlita gruesa (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se obtiene al enfriar fuera del horno?

<p>Perlita fina (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de acero inoxidable que no se puede endurecer por tratamiento térmico?

<p>Ferríticos (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué factores contribuyen a la resistencia a la corrosión intergranular?

<p>Titanio y niobio (D)</p> Signup and view all the answers

Durante el ciclo de enfriamiento, ¿qué se obtiene manteniendo una temperatura antes de continuar enfriando?

<p>Bainita y martensita (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de acero inoxidable es conocido por su baja resistencia a la corrosión?

<p>Martensíticos (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la velocidad crítica de temple?

<p>La velocidad mínima para obtener martensita (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué elemento afecta la dureza de la martensita?

<p>El contenido de carbono (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a los aceros inoxidables austeníticos a temperatura ambiente?

<p>Tienen estructura FCC (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando se alcanza la temperatura Ms durante el enfriamiento?

<p>Queda austenita sin transformar junto con martensita (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la composición de cromo en los aceros inoxidable martensíticos?

<p>Cr = 12 a 17% (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se obtiene al cruzar la línea de inicio de transformación durante un ciclo de temperatura?

<p>Bainita y austenita no transformada (B)</p> Signup and view all the answers

Al enfriar rápidamente, ¿qué ocurre con el espacio entre las láminas de cementita y ferrita?

<p>Disminuye debido a la rapidez del enfriamiento (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal ventaja del acero dúplex?

<p>Buena resistencia mecánica y excelente resistencia a la corrosión bajo tensión. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fenómeno ocurre a temperaturas entre 475°C y 550°C en el acero?

<p>Aumento de dureza debido a la descomposición de la fase ferrítica. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una solución efectiva ante la fragilización a partir de 475°C?

<p>Recocido por encima de 590°C. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando se trabaja a temperaturas superiores a 540°C?

<p>Aparece la fase sigma, que es fragilizante. (B)</p> Signup and view all the answers

Para evitar la formación de la fase sigma, ¿qué procedimiento es necesario realizar?

<p>Calentar a más de 900°C y luego enfriar rápidamente. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué material presenta poca resistencia y es característico para ciertas aplicaciones?

<p>Aceros ferríticos. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué efecto produce un alto contenido de cromo en los materiales a alta temperatura?

<p>Aumento en el rango de temperatura donde aparece la fase sigma. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una aplicación del acero dúplex en la industria?

<p>Tanques y depósitos. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica de los elastómeros en cuanto a su comportamiento a alta temperatura?

<p>Se vuelven más duros y rígidos al calentarse. (D)</p> Signup and view all the answers

En el tramo O-A de la deformación, ¿qué ley se cumple en relación al esfuerzo y la deformación?

<p>La Ley de Hooke es aplicable y se observa un comportamiento lineal. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede durante la etapa de deformación plástica en el tramo B-C?

<p>Aumenta la deformación aunque la tensión casi no se incremente. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el método utilizado para medir la dureza de gomas y elastómeros?

<p>Dureza Shore A mediante un punzón y la altura de rebote de un martillo. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa que un polímero sea trifuncional?

<p>Tiene tres tipos de enlaces químicos en su estructura. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre en el tramo C-D de la deformación?

<p>El esfuerzo aumenta y el material ya ha comenzado a endurecerse. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la propiedad principal que hace que los elastómeros sean únicos entre los polímeros?

<p>Presentan una elasticidad extrema que permite una gran deformación. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por endurecimiento por deformación en el contexto de los polímeros?

<p>El aumento de la dureza del material tras haber sido deformado. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Enfriamiento lento en horno

Enfriamiento gradual del metal dentro del horno, resultando en perlita gruesa.

Enfriamiento rápido fuera del horno

Enfriamiento rápido del metal fuera del horno, produciendo perlita fina.

Ciclo de enfriamiento

Enfriamiento, mantenimiento a temperatura constante y posterior enfriamiento, generando bainita.

Velocidad de enfriamiento y perlita

Mayor velocidad de enfriamiento = menor espacio entre las láminas de cementita y ferrita, componentes clave de la perlita.

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Velocidad crítica de temple

La velocidad mínima de enfriamiento necesaria para obtener martensita.

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Dureza de la martensita

Depende del contenido de carbono, no de la velocidad de enfriamiento.

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Transformación austenita-martensita

La austenita se transforma en perlita (gruesa, fina, bainita) y finalmente martensita.

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Ciclo de temple

Enfriamiento, mantenimiento a temperatura y posterior enfriamiento para obtener bainita y luego martensita.

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Acero inoxidable ferrítico

Acero con un porcentaje de cromo entre 12% y 30%, no endurecible por tratamiento térmico. Baja resistencia mecánica, tenacidad y soldabilidad.

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Acero inoxidable martensítico

Acero con un porcentaje de cromo entre 12% y 17%, endurecible por temple y revenido para alta resistencia mecánica. Mala resistencia a la corrosión y soldabilidad.

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Acero inoxidable austenítico

Acero que mantiene la austenita a temperatura ambiente, no endurecible por tratamiento térmico, pero sí por deformación. Buena tenacidad a bajas temperaturas.

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Resistencia a la corrosión por picado

Tipo de corrosión localizada en pequeños agujeros (pits) debido a la presencia de aniones agresivos (Cl, F, I).

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Índice de Resistencia a la Corrosión por Picado (IRCP)

Valor calculado a partir de la composición química del acero inoxidable, que indica su resistencia a la corrosión por picado.

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Niquel

Elemento que promueve la estructura austenítica en aceros inoxidables, estabilizando la austenita y mejorando la resistencia a la corrosión a temperatura ambiente.

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Níquel

Elemento que promueve la estructura austenítica en aceros inoxidables, estabilizando la austenita y mejorando la resistencia a la corrosión a temperatura ambiente.

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Resistencia a la corrosión intergranular

Tipo de corrosión que se da en los bordes de los granos del material. Se ve afectada por la presencia de Titanio y Niobio.

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Fragilización por descomposición de fase ferrítica

Aumento de la dureza en aceros inoxidables debido a la formación de precipitados ricos en cromo a temperaturas superiores a 450°C, lo que genera mayor fragilidad.

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Solución para fragilización por descomposición

Recocido por encima de los 590°C para romper la coherencia de los precipitados ricos en cromo y reducir la fragilidad.

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Fragilización por formación de fase sigma

Formación de la fase sigma, una fase fragilizante, en aceros inoxidables a temperaturas entre 540°C y 870°C.

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Solución para fragilización por fase sigma

Calentar el material por encima de 900°C para disolver la fase sigma y enfriarlo rápidamente para evitar su reformación.

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Acero dúplex

Combinación de aceros ferrítico y austenítico con alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión bajo tensión y buena ductilidad y tenacidad.

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Aplicaciones de Acero Dúplex

Tanques, depósitos, tuberías. Industrias química, petrolera, gasística, marina o papelera; propulsores y bombas de agua de mar en plataformas marinas.

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Acero austenítico

Acero con buena tenacidad debido a su alto contenido de aleantes y bajo contenido de carbono

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Acero ferrítico

Acero con poca resistencia, pero alta capacidad de deformación.

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Sensibilización a alta temperatura

Proceso que ocurre entre 900-950°C donde el cromo migra a los límites de grano, formando carburos de cromo y debilitando la capa pasiva, provocando corrosión intergranular.

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Solución para sensibilización a alta temperatura

Reducir el %carbono o usar Titanio y Niobio para que formen carburos en lugar de cromo. Estos aleantes evitan la formación de carburos de cromo y mantienen la capa pasiva.

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Acero para herramientas

Acero con alto contenido de aleantes (>5%) que les otorga características especiales para uso como herramientas.

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Aleantes para aceros para herramientas

C, Cr, V, W, Mo, Co, Ni: Aumentan la dureza, resistencia al calor, templabilidad y resistencia al desgaste. Algunos son formadores de carburos, importantes a altas temperaturas.

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Tratamiento térmico para aceros para herramientas

Temple y revenido: Precalentamiento, austenización, enfriamiento rápido y revenido. Se realiza para obtener la dureza y resistencia deseadas.

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Efecto del Cromo en el acero

Aumenta la templabilidad. En exceso, forma M23C6 (carburo). Crea óxido de cromo pasivante, protección contra la corrosión.

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Efecto del Tungsteno (W) y Molibdeno (Mo) en el acero

Aumentan la templabilidad. En alto % (>5%), forman M6C (carburo) durante el revenido, que aporta endurecimiento al rojo

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Efecto del Vanadio (V) en el acero

Forma carburos V4C3, que le dan gran resistencia al desgaste y dureza. Se utiliza en aceros para herramientas de alta resistencia, como las herramientas de corte.

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Elasticidad de los elastómeros

La habilidad de las cadenas de polímeros de cambiar su posición para distribuir la tensión aplicada, permitiendo un alargamiento de hasta 700%.

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Comportamiento a la temperatura de los elastómeros

Los elastómeros son rígidos a temperatura ambiente, pero se degradan y queman al calentarse, volviéndose más duros y rígidos.

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Estructura de los elastómeros

Las estructuras de red, formadas por el mecanismo de crecimiento por condensación, son responsables del comportamiento característico de los elastómeros.

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Deformación elástica lineal

El polímero cumple la Ley de Hooke: la deformación es proporcional al esfuerzo aplicado. Se asocia con la extensión de los enlaces entre átomos.

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Deformación elástica no lineal

El material se comporta como elástico, pero la deformación ya no es proporcional al esfuerzo. Se produce el desenrollamiento de las cadenas del polímero.

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Deformación plástica

Se da cuando el material se deforma permanentemente, incluso sin aplicar más esfuerzo. Se produce el desplazamiento entre moléculas del polímero.

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Endurecimiento por deformación

El esfuerzo aumenta al mismo tiempo que el material se sigue deformando. El material se ha endurecido ligeramente.

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Dureza Rockwell

Método para medir la dureza de polímeros termoestables y termoplásticos, utilizando una bola de acero y diferentes cargas.

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Inspección Visual (IV)

Método de inspección que solo detecta discontinuidades superficiales visibles a simple vista. Se utiliza porque es sencillo, rápido y económico.

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Líquidos Penetrantes (LP)

Método que detecta discontinuidades superficiales al usar un líquido que penetra en las grietas y luego se revela con un producto especial.

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Ultrasonido (US)

Método que utiliza ondas sónicas para detectar discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas. Se basa en que las ondas rebotan cuando encuentran un cambio en el material.

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Radiografía Industrial (RI)

Método que utiliza rayos X para detectar discontinuidades internas y externas en un objeto. Es similar a una radiografía médica pero para industria.

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Superficie

La capa exterior de un objeto. Se puede inspeccionar a simple vista.

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Subsuperficie

La capa que se encuentra justo debajo de la superficie. Puede estar parcialmente expuesta.

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Interna

La parte más profunda de un objeto. No se puede ver a simple vista y se necesita un método especial para detectarla.

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Discontinuidad

Un defecto o problema en un material, que puede ser una grieta, un agujero o una zona débil.

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Study Notes

Fundiciones Ferrosas

  • Materiales ferrosos usados para fabricar piezas a través de la solidificación de un líquido fundido en un molde.
  • Incluyen aleaciones con más del 2% de carbono.

Tipos de Diagramas

  • Diagrama Fe-3C: Muestra la cementita (inestable) que precipita en grafito (estable) en tiempos prolongados.
  • Diagrama Fe-Grafito: Representa la precipitación del grafito a través de enfriamientos lentos y de agregados de elementos de aleación.

Condiciones que Promueven la Precipitación del Grafito

  • Enfriamiento sumamente lento
  • Agregados de elementos aleantes (Si, Al, Cu, Ni, Ti, B)

Fundiciones Blancas

  • Caracterizada por una fractura cristalina debido a la condición metaestable de solidificación (producida por alta velocidad de enfriamiento y bajo contenido de Si)
  • Presenta alta dureza. Baja tenacidad y por lo general no se puede mecanizar a menos que sea por abrasión.

Fundiciones Grises

  • Caracterizada por una fractura con láminas de grafito debido a una condición de solidificación estable (producida por baja velocidad de enfriamiento y alto contenido de Si)
  • Presenta menor dureza que las fundiciones blancas. Mayor tenacidad y buena trabajabilidad.

Fundición de Hierro Dúctil

  • Similar a las fundiciones gris que se diferencian por que el grafito tiene una morfología esférica.
  • Los elementos de aleación (Ce y Mg) promueven esta morfología esférica del grafito.
  • Su resistencia es 2-2,5 veces y la ductilidad 20 veces superior a la de las fundiciones grises.

Fundiciones Maleables

  • Presentan una morfología y distribución del grafito similar a las fundiciones dúctiles.
  • Su estructura será similar a las fundiciones blancas, con carburos masivos en una matriz perlítica.
  • Presentan 250 MPa de resistencia a la tracción, con una elongación de 5%.
  • Buena maquinabilidad y ductilidad, y colabilidad.

Curvas TTT de Aceros

  • Muestra cómo la transición de la austenita a otras fases (perlita, bainita y martensita) depende de la temperatura y el tiempo.
  • Las curvas TTT son útiles para predecir la microestructura del acero dado un perfil de temperatura a lo largo del tiempo.
  • Curvas TTT del acero eutectoide (0,77% de C) y las diferencias con el acero hipo y hipereutectoide.

Templabilidad

  • Propiedad de un acero que indica la capacidad de un acero para endurecer en respuesta a un tratamiento térmico.
  • El ensayo de Jominy mide la templabilidad midiendo la distribución de la dureza desde la superficie hasta el núcleo de una pieza que ha sido tratada térmicamente. A mayor contenido de aleantes, mayor templabilidad.

Clasificación de los polímeros

  • Se clasifican por su origen (natural o sintético), su estructura (lineal, ramificada, entrecruzada), su uso tecnológico (plásticos, elastómeros, fibras) y su comportamiento térmico (termoplásticos o termoestables).

Cristalinidad en los polímeros

  • La disposición ordenada de los polímeros hace que el material sea más resistente, transparente y denso.
  • La cristalidad de los materiales es fundamental en sus aplicaciones.

Propiedades Mecánicas de los Polímeros

  • Los polímeros termoestables se caracterizan por no volverse blandos al calentarse (no son reciclables).
  • Los cambios en la temperatura determinan el comportamiento de los polímeros plásticos.

Propiedades Eléctricas en los polímeros

  • Los polímeros convencionales son aislantes eléctricos.
  • La adición de conductores (metales, grafito) puede aumentar la conductividad.

Materiales Cerámicos

  • Pueden ser ordenados en el espacio (cristalinos) o sin orden definido (amorfos e.g.vidrios).
  • Suelen ser refractarios (soporta altas temperaturas), aislantes eléctricos y porosos.
  • Los cerámicos tienen una gran diferencia en su comportamiento a comparación de los vidrios con relación a su alta temperatura de fusión.

Tratamientos Térmicos en Vidrios y Cerámicos

  • Cristalización: Se aplica a los vidrios, transformando su estructura, dándoles cierto orden (alrededor del 90% de orden).
  • Sinterizado: Se realiza para densificar los cerámicos.
  • El proceso incluye calentamiento y compresión de los polvos cerámicos para unirlos con los poros.
  • Las propiedades mecánicas de los materiales (cerámicos y vidrios) dependen de muchos factores, incluido el ensayo de tracción, compresión y flexión.

Ensayos No Destructivos (END)

  • Técnicas para identificar defectos en materiales sin dañarlos.
  • Se usan para evaluar la calidad, detectar discontinuidades.

Materiales Compuestos

  • Materiales compuestos por dos o más fases que trabajan juntas.
  • La resistencia y las propiedades mejoran cuando se combinan de manera adecuada.
  • Las fases (refuerzos y matrices) interactúan y se complementan para lograr propiedades mejoradas.
  • Fibras, Láminas y partículas son sus principales refuerzos.
  • Polímeros, cerámicos y metales, son sus principales matrices.

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