Propiedades mecánicas de los materiales
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Questions and Answers

¿Cuál es una característica de la fundición blanca?

  • Contiene más del 1,0% de silicio.
  • Es altamente ductil y maleable.
  • Es extremadamente dura y muy frágil. (correct)
  • Se produce por un enfriamiento lento.

¿Cuál es una aplicación típica de la fundición blanca?

  • Cuerpos de bomba.
  • Engranajes de transmisión. (correct)
  • Pistones de baja resistencia.
  • Componentes de baja dureza.

¿Qué se forma al calentar fundición blanca a temperaturas entre 800 y 900°C?

  • Un material completamente amorfo.
  • Vacíos.
  • Cementita.
  • Grafito en forma de racimos. (correct)

¿Qué tipo de fundición se obtiene al enfriar rápidamente fundiciones bajas en carbono con bajo contenido de silicio?

<p>Fundición blanca. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué es importante calentar la fundición blanca en atmósfera inerte?

<p>Para prevenir la oxidación. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ensayos permiten conocer la estructura interna de un material?

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

¿Cuál es la fórmula correcta para calcular la tensión en un material bajo tracción uniaxial?

<p>$ au = rac{F}{A_0}$ (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué propiedad no se determina mediante ensayos físicos y fisicoquímicos?

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

¿Cómo se define la deformación en ingeniería?

<p>$eta = rac{l - l_0}{l_0}$ (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes características se estudia en ensayos mecánicos?

<p>Dureza (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la unidad de medida de la deformación en el Sistema Internacional?

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

Cuando se aplica una fuerza de tracción uniaxial a una varilla, ¿qué efecto produce en la misma?

<p>Produce un alargamiento o elongación (D)</p> Signup and view all the answers

¿En qué tipo de ensayos se estudia la resistencia de los materiales sometidos a diferentes esfuerzos?

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

¿Cómo se calcula el porcentaje de deformación en un material?

<p>Deformación x 100 (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa el eje de abscisas en un diagrama de tracción?

<p>Las deformaciones relativas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la ecuación que relaciona tensión y deformación según la ley de Hooke?

<p>Tensión = Deformación x Constante (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede en la zona de proporcionalidad en un ensayo de tracción?

<p>Las deformaciones son proporcionales a las tensiones que las producen. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por alargamientos unitarios en un diagrama de tracción?

<p>Deformaciones relativas a la longitud inicial (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el límite de la zona de proporcionalidad en un ensayo de tracción?

<p>Donde comienzan las deformaciones plásticas (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué valor se representa en el eje de ordenadas de un diagrama de tracción?

<p>La tensión calculada (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué indica una gran deformación a pequeñas tensiones en un material?

<p>El material está en la zona plástica (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué propiedad mecánica se determina a través de los ensayos de dureza?

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

¿Cuál es la fórmula para calcular la dureza Brinell?

<p>$HB = rac{F}{S}$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el método utilizado para medir la dureza en los ensayos de penetración?

<p>Profundidad o tamaño de la huella (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se debe tener en cuenta al comparar durezas obtenidas por técnicas distintas?

<p>Tienen un significado relativo (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué forma tiene el penetrador utilizado en el ensayo Vickers?

<p>Pirámide regular de base cuadrada (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre el diámetro de la bola y el diámetro de la huella en el ensayo Brinell?

<p>$ig( rac{D}{2} ig)^2 - ig( rac{d}{2} ig)^2 = ig( rac{D}{2} - f ig)^2$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se considera al calcular la dureza Brinell según la práctica común?

<p>Se utilizan tablas para facilitar el cálculo (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué forma tiene la huella resultante en un ensayo de dureza Brinell?

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

¿Cuál es la principal ventaja del ensayo Vickers respecto al Brinell?

<p>Puede utilizarse para materiales duros y blandos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué fórmula se utiliza para calcular la dureza Vickers?

<p>$HV = 1,8453 rac{F}{d^2}$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el método preferido para medir la dureza de materiales templados?

<p>Máquina Rockwell. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de penetrador se utiliza en el ensayo Rockwell para materiales blandos?

<p>Bola de acero. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo principal del ensayo de resiliencia?

<p>Determinar la energía absorbida por un material durante un impacto. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué instrumento se utiliza comúnmente para realizar el ensayo de resiliencia?

<p>Péndulo de Charpy. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula la resiliencia según la fórmula proporcionada?

<p>$ ho = rac{m imes g imes (H-h)}{S}$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la letra 'H' en la fórmula de resiliencia?

<p>Altura inicial. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la dureza máxima que puede alcanzar la cementita?

<p>800 HB (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué propiedad perdida a partir de 210 °C tiene la cementita?

<p>Propiedades magnéticas (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal constituyente de la perlita?

<p>Ferrita y cementita (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la estructura cristalina de la austenita?

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

¿Qué característica distingue a la martensita de los otros constituyentes?

<p>Cristalización en forma de agujas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el alargamiento máximo que puede sufrir la perlita?

<p>15% (B)</p> Signup and view all the answers

¿En qué forma se presenta la lediburita?

<p>Aleación eutéctica de ferrita y cementita (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se produce la bainita?

<p>Por transformación isotérmica de austenita (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Ensayos químicos

Determine the qualitative and quantitative chemical composition of a material, as well as its behavior towards chemical agents.

Ensayos metalográficos

Study the internal structure of a material using a microscope to understand its heat and mechanical treatments.

Ensayos físicos y fisicoquímicos

Determine physical properties (density, melting point) and internal/external imperfections and malformations.

Ensayos mecánicos

Evaluate a material's elasticity and strength under stresses and deformations. Includes tension, compression, and fatigue tests.

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Tensión (σ)

Force per unit area applied to a material.

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Deformación (ε)

Change in length divided by original length.

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Unidad de tensión

Pascal (Pa) in the International System of Units (SI).

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Unidad de deformación

Dimensionless quantity (e.g., m/m).

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Strain Percentage

Deformation expressed as a percentage of the original length; calculated as Deformation x 100.

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Engineering Strain

The change in length divided by the original length; ε = Δl / l₀

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Stress

Force applied per unit area; σ = F / A₀

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Tensile Stress-Strain Curve

A graph illustrating the relationship between tensile stress and strain in a material during a tensile test.

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Proportional Limit

The point on a stress-strain curve where the relationship between stress and strain is no longer linear.

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Hooke's Law

Stress is directly proportional to strain within the elastic region of a material.

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Elastic Region

The region on a stress-strain curve where the material deforms elastically and returns to its original shape when the load is removed.

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Tensile Test

A mechanical test in which a material is subjected to a gradually increasing tensile force to determine its properties.

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Hardness

A material's resistance to being scratched or indented by another material.

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Hardness Test

A testing method that determines a material's ability to resist indentation.

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Brinell Hardness

Hardness measured using a steel ball indented under controlled load and time.

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Brinell Hardness Equation

HB = F / S, where HB is Brinell Hardness, F is applied load, and S is the indentation area.

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Surface Hardness

Hardness property related to a material's surface layer, not its entirety.

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Vickers Hardness

Hardness test using a diamond pyramid indentor.

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Relative Hardness

Hardness values determined by a specific method (e.g., Brinell, Vickers) are only meaningful in comparison to hardness values obtained using the same method.

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Indentation Test

Test used to determine hardness by forcing a penetrator into the material of interest, measuring the resulting indentation.

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Vickers Hardness

A material's resistance to indentation measured by a pyramid-shaped indenter.

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Vickers Hardness Formula

HV = 1.8453 x (Force / (Diagonal^2))

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Rockwell Hardness

Hardness test using indenter penetration depth, instead of indentation size.

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Rockwell Hardness Types

HRB (ball indent) for soft materials, HRC (diamond cone) for hard materials.

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Resilience

Material's ability to absorb impact energy without fracturing.

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Charpy Impact Test

Measures material resilience using a swinging pendulum.

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Resilience Formula

ρ = (ΔE / A) = (m * g * (H - h)) / A

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Charpy Test Specimen

Standard notched specimen used in Charpy impact test for measuring resilience.

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White Cast Iron

A type of cast iron with high carbon content, resulting in a brittle structure and a white fracture surface due to cementite formation.

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Malleable Cast Iron

A form of cast iron obtained by heat treating white cast iron, converting cementite to graphite, leading to increased ductility.

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Cast Iron Properties

Cast iron combines high strength with good castability, but the specific properties (hardness, ductility) depend on the carbon content and heat treatment processes.

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Cementite Transformation

The process of converting cementite (a hard compound) into graphite (which makes the material more ductile) during heat treatment at specific temperatures in order to achieve ductile cast iron.

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Applications of Cast Iron

Cast iron is used in various applications demanding both strength and durability such as component parts in machinery, in addition to components needing to withstand wear, like parts for machinery or vehicles.

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Cementite Hardness

Cementite (Fe₃C) is the hardest and most brittle component of steel, with a hardness around 800 HB.

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Perlita Hardness

Perlita is a steel component composed of 86.5% ferrite and 13.5% cementite, with a hardness of 200 HB.

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Austenite Composition

Austenite is a carbon-iron solid solution (γ-iron) with a maximum carbon content of 1.76%.

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Austenite Properties

Austenite is the densest steel component, with 300 HB hardness, 100 kp/mm² strength and 30% elongation. It is non-magnetic.

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Martensit Hardness Range

Martensit, after cementite, is the hardest steel component, with a hardness of 50-68 HRC.

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Ledeburita Composition

Ledeburita is an eutectic alloy of ferrite and cementite, typical of cast irons.

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Bainite Formation

Bainite is formed by an isothermal transformation from austenite, often in cases of faulty hardening.

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Cementite Magnetic Properties

Cementite (Fe₃C) exhibits magnetic properties up to 210 °C, losing them above that temperature.

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Study Notes

Propiedades mecánicas de los materiales

  • Definen el comportamiento de los metales en la industria.
  • Elasticidad: Capacidad de recuperar la forma original al cesar la carga. Si se supera el límite elástico, la deformación es permanente.
  • Plasticidad: Capacidad de adquirir deformaciones permanentes sin fracturarse. La maleabilidad implica formar láminas, y la ductilidad, filamentos.
  • Cohesión: Resistencia de los átomos a separarse, ligada al enlace atómico.
  • Dureza: Resistencia a ser rayado o penetrado; depende de la cohesión atómica.
  • Tenacidad: Resistencia a la fractura bajo esfuerzos externos.
  • Fragilidad: Propiedad opuesta a la tenacidad; intervalo plástico corto; límites elástico y de rotura próximos.
  • Resistencia a la fatiga: Resistencia ante esfuerzos repetitivos.
  • Resiliencia: Energía absorbida durante una fractura por impacto.

Medida de las propiedades mecánicas

  • Se cuantifican mediante ensayos industriales.
  • Clasificación según tres criterios:
    • Rigurotidad de la ejecución: Ensayos de control (rápidos y exactos para producción) y ensayos científicos (precisos para investigar nuevos materiales).
    • Forma de realizar los ensayos: Ensayos destructivos (alteran la forma o presentación inicial del material) y no destructivos (no alteran la forma o presentación inicial).
    • Métodos empleados: Ensayos químicos (determinan composición química), metalográficos (estudio de la estructura interna del material), físicos y fisicoquímicos (determinan propiedades como densidad, punto de fusión, malformaciones), y mecánicos (determinan propiedades elásticas y de resistencia a través de ensayos estáticos de tracción, compresión, cizalladura, flexión, torsión, ensayos de choque o dinámico, ensayos de fatiga, ensayos tecnológicos como plegado, doblado, etc.).

Ensayos de dureza

  • Mide la resistencia de un material a la deformación plástica localizada.
  • Ensayo Brinell: Se comprime una bola de acero templado contra el material bajo una carga y durante un tiempo determinado. Se calcula la dureza a partir del diámetro de la huella.
  • Ensayo Vickers: Se usa una pirámide de diamante como penetrador. Se determina la dureza a partir del área de la huella.
  • Ensayo Rockwell: Se basa en la resistencia a la penetración; se mide la profundidad de la huella.

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Description

Este cuestionario explora las propiedades mecánicas de los materiales, esenciales en la industria de los metales. Examina conceptos como elasticidad, plasticidad, cohesión y dureza, así como la forma en que se miden estas propiedades a través de ensayos industriales. ¡Pon a prueba tu conocimiento sobre cómo estos factores influyen en el comportamiento de los materiales!

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