Descripción de la tarea

Ejercicio 1

A continuación puedes ver una animación del diagrama de fases de una aleación de dos metales, A y B, en la que la temperatura se puede cambiar con el deslizador:

 

 

Problema resuelto. Viendo el gráfico podemos responder a las siguientes preguntas:

1. ¿De qué tipo de aleación se trata? Es una aleación donde los componentes son completamente solubles tanto en estado sólido como líquido.

2. A la temperatura de 721,3 ° C:

1. 1. 1. ¿cuál es la concentración de A que pertenece a la línea de Líquidus ? Vemos el punto de corte de la horizontal (la T) con la línea de Líquidus: el punto G que es 28,23% de A.
      2. ¿y la concentración en % de A que pertenece a la curva de Solidus ? Vemos el punto de corte de la horizontal (la T) con la línea de Sólidus: el punto Fque es 79,78% de B.

3. El punto K del diagrama :

1. 1. 1. ¿Qué concentración de A y B presenta? Basta con ver el punto de corte de la línea roja punteada que pasa por K y corta al eje de las concentraciones (eje X):A tiene un 54,29% y B un 45,71%.
      2. ¿Qué cantidad (en %) de líquido y de sólido hay en ese punto? Para responder a esta cuestión debemos aplicar la regla de la la palanca. Para saber el % de la fase líquida:

donde Cs es la concentración de A que corresponde a la línea de sólidus (el punto F) = 28,23%, CL el la concentración de A que corresponde a la línea de Líquidus (el punto G) = 79,78 y Co la que corresponde al punto K, 54,29%, luego:

 

REPITE estos cálculos para otra temperatura (DESLIZA el cursor en la animación) y para otro PUNTO K (desliza el cursor en la animación) y responde a las siguientes preguntas:

1.  ¿De qué tipo de aleación se trata?

2.  A la temperatura elegida:

1. 1. 1. 1. ¿Cuál es la concentración de A que pertenece a la línea de Líquidus ?
         2. ¿Y la concentración en % de A que pertenece a la curva de Solidus ?

3. El punto K del diagrama :

1. 1. 1. 1. ¿Qué concentración de A y B presenta?
         2. ¿Qué cantidad (en %) de líquido y de sólido hay en ese punto?

 

Ejercicio 2

Al someter a una probeta normalizada de un material a un ensayo de tracción, se obtiene una gráfica que relaciona el esfuerzo σ realizado y la deformación unitaria ε de la probeta.  Visualiza este video y responde a las cuestiones siguientes:

 

 

a.  La gráfica que se obtiene es similar a la que se muestra y en ella podemos distinguir diferentes zonas, de tal manera que:

1. 1. ¿Qué quiere decir que nos encontremos en la zona proporcional?
   2. ¿Y en la zona elástica?
   3. ¿Qué sucede entre el punto C y el punto D?
   4. ¿Qué le sucede a la probeta al llegar a R y seguir aumentando el esfuerzo?

b.  Una aplicación práctica: sobre una probeta de sección  0.8 cm² y 240 mm de longitud se realiza un ensayo de tracción aplicando una carga de 12000 N, produciéndose un alargamiento de 0,5 mm y midiendo ahora 240,5 mm de longitud.  Se pide:

1. 1. La tensión, σ (medida en N/m²) y la deformación unitaria, ε.
   2. El módulo de elasticidad E, medido en N/mm².

 

Ejercicio 3

Los ensayos de materiales son necesarios para poder establecer sus propiedades para futuras aplicaciones de los mismos.  Dentro de los ensayos de dureza, dos muy comunes son el ensayo Brinell y el ensayo Vickers.  Te proponemos resolver dos actividades sobre ellos:

1.  Ensayo Brinell:

 

a.  Explica brevemente en qué consiste el ensayo de dureza Brinell y para qué tipo de materiales está recomendado.

b.  En un ensayo de Brinell se utiliza un penetrador de bola de de diámetro D=10 mm. Habiéndose obtenido una huella de diámetro d= 2,8 mm, la carga aplicada ha sido F= 420 kp y el tiempo de aplicación 10 segundos.  Calcula la dureza Brinell de dicho material y su expresión en la forma siguiente:

 

Donde el valor de la dureza HB se obtiene mediante la expresión:

 

2.  Ensayo Vickers:

 

a.  Explica en qué consiste el ensayo de dureza Vickers y para qué tipo de materiales está recomendado.

b.  En un ensayo Vickers se ha obtenido, utilizando una carga de 30 Kg, una diagonal de huella de 0.352 mm. Determina la dureza, medida en kg/mm².

Ejercicio 4

Otro ensayo muy utilizado para medir propiedades de materiales es el ensayo de resiliencia, para el que suele utilizarse el llamado péndulo Charpy.  Visualiza este vídeo y responde a las siguientes preguntas:

 

 

a.  Describe brevemente en qué consiste el ensayo del péndulo Charpy.

b.  Si en un ensayo Charpy la maza de 30 kg ha caído desde una altura de 1,40 m y, después de romper la probeta de 0.8 cm² de sección, se ha elevado hasta una altura de 1,15 m, calcula:

1. 1. La energía empleada en la rotura (medida en J).
   2. La resiliencia del material de la probeta (medida en J/cm²).