Capitulo 13 Completo

CAPÍTULO 13 – ASKELAND 6ta EDICIÓN 13-2 ¿A qué se re!ere" #as te$%eraturas A 1& A3 ' A($) ¿Estas te$%eraturas s*" (*"sta"tes) Las tres son límites de transformación de fases. Para temperaturas por debajo de  A3 existe la formación de ferrita; para A 1, es la temperatura en la cual se da la reacción eutectoide; y por último, el limite A cm indica el comieno de formación de cementita. !olo el límite de la reacción eutectoide es constante, pues para los otros límites el "alor del comieno de transformación de fases depende de la concentración de carbono. 13-+ Est!$e e# ",$er* AISI-SAE %ara a(er*s que te"a" #as s!u!e"tes $!(r*estru(turas. a/ 30 e e %er#!ta%er#!ta-62 62 e err!ta err!ta %r!$ar %r!$ar!a !a / 43 e %er#!ta-5 %er#!ta-5 e (e$e"t!t (e$e"t!ta a %r!$ar!a %r!$ar!a (/ 45 e e %er#!t %er#!ta-3 a-3  e (e$e" (e$e"t!t t!taa / 06 e err err!ta !ta-1+ -1+  e (e$e"t (e$e"t!t !taa S*#u(!". a# 3$% 3$% de perl perlit ita& a&'( '(% % de ferri erritta prim primar aria ia 62 =

  0.77 − x 0.77 −0.0218

∗100

 x =0.306 C 

)umero A*!*&!A+ Acero 1-3b#

3% 3% de de per perllita& ita&/% /% de ceme cement ntit ita a pr primar imariia 93 =

  6.67− x 6.67− 0.77

∗100

 x =1.183  C 

)umero A*!*&!A+ Acero 1-1(c#

/% de de pe perlita&3% de ce cementita 97 =

6.67− x 6.67 −0

∗100

 x =0.200 C 

)umero A*!*&!A+ Acero 1-(d#

$'% $'% de ferri rrita&10% 10% de cementita 86 =

6.67− x 6.67 −0

∗100

 x =0.934 C 

)umero A*!*&!A+ Acero 1-.

13-6 D*s $uestras e a(er* (*"t!e"e" 43 e %er#!ta7 Est!$e e# (*"te"!* e (ar*"* e (aa $uestra s! se sae que u"a es 8!%*eute(t*!e ' #a *tra 8!%ereu(te(t*!e7 S*#u(!*". Para encontrar el % de carbono nos apoyaremos de la re2la de la palanca. onde x es la cantidad de carbono. Para la muestra 4ipoeutectoide % Perlita5 93 100

5

6.67 − x 6.67 −0.77 6.67 − x 5.9

 61--%53%

57 x5 '.'/ 8 .69-.3#

∴

x51.1$3%:

Para la muestra 4ipereutectoide 6.67 − x % Perlita5 6.67 −2.1  61--%53% 93 100

5

6.67 − x 4.57

57 x5 '.'/ 8 0./69-.3#

∴

x5(.01%:

13-0 C*$%#ete #a s!u!e"te ta#a.

Te$%eratura A1

  193:   A(er* /(/ :

  1911:   A(er* /(/ :

Te$%eratura A3 * A($  Te$%eratura e "*r$a#!;a(!" Te$%eratura Te$%eratura e re(*(!* e %r*(es* Te$%eratura Te$%eratura e eser*!!;a(!"

$-- : $--s de enfriar  a (?:. 9@# Austenita est= presente despu>s de calentar a $(-?:; bainita despu>s de mantenerse en 0-?:; y la bainita permanece despu>s del enfriamiento. 9:# La austenita est= presente despu>s de calentar a $(-?:; formas de martensita debido a la aplacar. 9# Austenita est= presente despu>s de calentar a $(-?:; formas de ferrita a /(-  :, pero toda"ía ueda ueda austenita. urante el apa2ado, la austenita restante restante forma martensita; La estructura final es ferrita y martensita. 9+# La austenita est= presente despu>s de calentar a $(-?:; la ferrita comiena a formarse a /(-  :, pero la austenita toda"ía permanece. A 0--?:, la austenita restante se transforma en bainita; La estructura final contiene ferrita y bainita.

B# La austenita est= presente despu>s de calentar a $(-?:; la ferrita comiena a formarse a /(-  :; Parte de la austenita restante se transforma en bainita a 0--?:, pero al2unos la austenita toda"ía permanece despu>s de 1- s; la austenita restante se transforma en martensita durante el apa2ado. La estructura final es ferrita, bainita y martensita 9C# 9C# Auste usteni nita ta est= est= prese present nte e despu> despu>ss de calen calenta tarr a $(-? $(-?:. :. La aust austeni enita ta se transforma en martensita durante el apa2ado. urante el recalentamiento a --?:, la martensita Demperamentos La estructura final es martensita templada. Ebs>r"ese ue el dia2rama DDD no es realmente necesario para esta parte de la pre2unta

13-1+ U"a ?ar!##a e 97: ($ e !@$etr* ' 19 $etr*s e #ar* "* ee sur!r  u" a#ara$!e"t* $a'*r e 2 $$ a* (ara7 (ara7 Deter$!"e #a uer;a $@B!$a que %uee a%#!(arse s! #a ?ar!##a est@ 8e(8a e. a/ A#u$!" A#u$!"!* !* / er!# er!#!* !* (/ a"es a"es!* !* S*#u(!". +al51-x1-F' psi +be5 '.x1-F' psi +ma25 0(x1-F' psi !abemos ue 9+5 +sfuero G eformación#ue esto a su "e es i2ual a 9+ 5 B GA6eformación# i=metro 5 -. cm 5 -.1' in 91# B5+A6eformac B5+A6eformación ión eformación5 1-.--(m &1-.---m G 1-.---m 5 -.---( mGm5 -.---(inGin  Aplicando la fórmula 1 Bal5 1-x1-F' psi 6 99P*G0#69-.1'in#F(# 6 9-.---(# 5 (/1 ) Bbe5 '.x1-F' psi 6 99P*G0#69-.1'in#F(# 6 9-.---(# 5 1/1) Bma25 0(x1-F' psi 6 99P*G0#69-.1'in#F(# 6 9-.---(# 5 113$ )

13-16 EB%#!que #*s s!u!e"tes tér$!"*s. a/ te$%#a*& / re?e"!*& (/ auste"!ta rete"!a ' / te$%#e arr!a e  Ste$%#e $arte"s=t!(* !"!"terru$%!*/7

Te$%#a* +l templado es un tratamiento t>rmico ue se emplea para incrementar  la durea de las aleaciones de 4ierro 4ierro.. +s tambi>n una t>cnica para aumentar la durea del "idrio "idrio.. Para los metales metales,, temple se realia 2eneralmente despu>s de endurecer, para aumentar la durea, y se realia calentando el metal a una temperatura muc4o m=s baja ue la utiliada para el endurecimiento. La temperatura exacta determina ue durea se alcana, y depende tanto de la composición específica de la alea aleaci ción ón como como de las las propi propieda edade dess dese deseada adass en el produc producto to term termin inad ado. o. Por  Por  ejemplo, las 4erramientas muy duras a menudo se templan a bajas temperaturas, mientras mientras ue los resortes se templan a temperaturas temperaturas muc4o m=s altas. +n "idrio, "idrio, el templado se realia calentando el "idrio y lue2o enfriando r=pidamente la superficie, para aumentar la durea. tratamiento o complementa complementario rio del temple, ue re2ularmente re2ularmente si2ue Fe?e"!*.+s un tratamient a este. A la unión de los dos tratamientos tambi>n se le llama HbonificadoH. +l re"enido ayuda al templado a aumentar la tenacidad de la aleación a cambio de durea y resistencia, disminuyendo su fra2ilidad. +ste tratamiento consiste en aplicar, a una aleación, una temperatura inferior a la del punto crítico y cuanto m=s se aproxima a esta y mayor es la permanencia del tiempo a dic4a temperatura, mayor es la disminución de la durea 9m=s blando# y la resistencia y mejor la tenacidad. +l resultado final no depende de la "elocidad de enfriamiento.  A medida ue se forma martensita durante el templado, las Auste"!ta rete"!a. A placas rodean y aíslan peueIos depósitos de austenita ue se deforman para dar  espacio espacio a la martensita martensita de menor densidad. densidad. Al a"anar con la transformación, transformación, no obstante, para ue se formen los restantes depósitos de austenita, la martensita de menor densidad. La martensita martensita circundante circundante debe deformarse. ebido a ue la martensita fuerte se resiste a la transformación, la martensita existente se a2rieta o permanece atrapada en la estructura como austenita retenida, esto es un problema !eria ya ue la martensita se a2rieta y se ablanda durante el re"enido, despu>s del re"enido la austenita austenita se enfría por debajo de Ms y Mr y se transforma transforma en martensita esta da lu2ar martensita re"enida. mple te$%#e arr!a e Ste$%# te$%#ee $arte" $arte"s=t s=t!(* !(* !"!"te !"!"terru rru$%! $%!*/ */.. +l templ martensíticoGtemple escalonado martensítico es una forma de tratamiento t>rmico aplicado como un enfriamiento r=pido interrumpido de aceros, ue se realia normalmente en un baIo de sal fundida, a una temperatura justo por encima de la temperatura temperatura de formación formación de martensita. martensita. +l propósito propósito es demorar demorar el enfriamiento enfriamiento durante determinado período de tiempo, para i2ualar la temperatura en toda la piea. +sto reducir= al mínimo la distorsión, el a2rietamiento y la tensión residual.

13-10 Se esea %r*u(!r u" a(er* 19:9 que te"a u"a ure;a e r!"e## e a# $e"*s 339 ' u"a e#*"a(!" e a# $e"*s 1:7 a/ Fe Fe(* (*$! $!e" e"e e u" trat trata$ a$!e !e"t "t* * tér$ tér$!( !(* * !"(# !"(#u' u'e" e"* * te$% te$%er erat atur uras as a%r*%!aas& que %er$!ta #*rar est*7 Deter$!"e que #a res!ste"(!a a #a

#ue #ue"( "(!a !a ' #a res!s res!ste te"( "(!a !a a #a te"s! te"s!" " que que se *t!e *t!e"e "e" " (*" (*" es esee trata$!e"t* tér$!(*7 S*#u(!". La durea durea de @rin @rinel elll es obten obtenid ida a si el acero acero es enfria enfriado do y ento entonce ncess templado templado a temperatura temperatura debajo de 0$- :, y >l % de elon2ación elon2ación puede puede ser  obteni obtenido do si el templa templado do es a una temperat temperatura ura mayor mayor ue 0(- :, por lo tanto un posible tratamiento t>rmico puede ser.  Austeniacion a $(- : +nfriar a temperatura ambiente Demplar entre 0(-:y 0$- : +l tratamiento t>rmico de templado y temple tambi>n dar= unJ! de entre 10-, --- y 1'-, --- psi, mientras ue la resistencia a la tensión ser= entre 1-, 1-, ----- y 1$-, 1$-,----. -. Las Las resis resiste tenc ncia iass m=s m=s alta altass se obti obtien enen en para para las las temperaturas de re"enido m=s bajas

/ G Hue res!ste" res!ste"(!a (!a a #a #ue"(!a #ue"(!a ' res!ste"(! res!ste"(!a a a #a te"s!" se *te"r *te"r=a" =a" e" u" a(er* 1909 usa"* e# $!s$* trata$!e"t* tér$!(*7 ?ea ! 12-25

!i un acero 1-$- es templado de de la misma manera el J! ue se encuentra entre 13-, --- y 13,---, y la resistencia a la tensión de 1/-,--- a 1$-,---psi,as resistencias m=s altas se obtienen para las temperaturas de re"enido m=s bajas

(/ ¿Hué res!ste res!ste"(!a "(!a a #a #ue"(!a #ue"(!a&& res!ste"(! res!ste"(!aa a #a te"s!" te"s!" ' %*r(e"tae %*r(e"tae e e e#*"a(!" se *te"r=a" e" e# a(er* 19:9 s! este uera "*r$a#!;a*) ! 13-+

!i el acero 1-- se normaliara sus propiedades serian 1--,--- psi de D! ',--- de J! (-% de elon2ación

137297- A u" a(er* 1939 se #e a u" trata$!e"t* tér$!(* !"a%r*%!a* e te$%#a* ' re?e"!*& que %r*u(e u"a estru(tura !"a# e (*$%uesta e 69 e $arte"!ta ' +9 e (ar*"* e err!ta7 Est!$e e# (*"te"!* e (ar*"* e #a $art $arte" e"s! s!ta ta ' #a te$% te$%er erat atur uraa e aust auste" e"!t !t!; !;a( a(!* !*" " que que se us7 us7 ¿Hué ¿Hué te$%eratura e auste"!t!;a(!*" re(*$e"ar=a uste) Podemos trabajar a "arias temperaturas en la re2ión Krmico adecuado podría utiliar una temperatura de austenitiación de aproximadamente $- 2rados : n se usa como peso o contrapeso en aplicaciones específicas de mauinaria 9alerones en aeron=utica, sistemas de "ibración de tel>fonos mó"iles, contrapesos del c=rter, palos de 2olf y como susti sustitu tuto to respe respetu tuos oso o con el medi medioa oamb mbie ient nte e del del plom plomo o en los los cartu cartuc4 c4os os de munición#.

13-3+ U"a arra e a(er* se 8a e te$%#ar e" aua (*" a!ta(!"7 Deter$!"e e# !@$etr* $@B!$* e #a arra que %r*u(!r@ u"a ure;a $="!$a e DFC +9 s! #a arra es e a(er* a/19:9 /1909 (/+329 /06+9 e/+3+9 a#  Acero 1-- +l coeficiente R para el a2ua a2itada es 0,-. Para el 1-- Acero, la distancia distancia de Qominy debe ser de al menos 3 1' pul2adas para producir la durea. Por lo tanto, el di=metro m=ximo ue permitir= esto es de 1,3 pul2. b#  Acero 1-$- A4ora la distancia de Qominy debe ser por lo menos  1' pul2adas, con el mismo coeficiente R. +l di=metro m=ximo permitido es 1, pul2. c#  Acero 03(- La distancia mínima de Qominy es de  1' pul2adas, y el m=ximo di=metro de la barra es 1, pul2. d#  Acero $'0- La distancia mínima de Qominy es de 1$ 1' pul2. Por consi2uiente, las barras con un di=metro m=ximo de a lo muc4o (, pul2adas producir= la "elocidad de enfriamiento deseada y la durea. e# Acero 030- @arras con un di=metro m=ximo de muc4o m=s de (, pul2. producir= la "elocidad de enfriamiento reuerida.

13-366 ¿Cu@ 13-3 ¿Cu@## es e# %r!" %r!"(! (!%! %!* * e# e# e"u e"ure re(! (!$! $!e" e"t* t* su%e su%er r!( !(!a !a## usa" usa"* * (arur!;a* ' "!trura(!") +sto se 4ace para obtener mejor tenacidad en el material. +n el carburiado el carbono se difunde en la superficie del acero, se produce un alto contenido de carbono en la superficie debido a la r=pida difusión y a la alta solubilidad del carbono en la austenita, cuando el acero es entonces templado y re"enido la superficie se con"ierte en martensita re"enida al alto carbono en tanto ue el centro ferritico continua siendo blando y dúctil. +n la nitruración, el nitró2eno se difunde en la superficie a partir de un 2as obteniendo los mismos resultados. 13-38

13-+9 ¿P*r qué es @(!# s*#ar a(er* a# a* (ar*"*& %er* !=(!# 8a(er#* e" a(er* a# a#t* (ar*"*) Porue se pueden formar con facilidad martensita en la ona afectada por el calor, la cual produce una soldadura con mala tenacidad.

13-+2 ¿Hué es u" a(er* !"*B!a#e) ¿P*r qué s*" !"*B!a#es #*s a(er*s !"*B!a#es) +s un acero resistente a la corrosión. Porue contienen un mínimo de alrededor  de 11% de :r, lo cual permite ue se forme una capa del2ada y protectora de óxido de cromo cuando el acero se expone al oxí2eno, esto e"ita la corrosión.

13-+++ De $a"e 13-+ $a"era ra *(as *(as!* !*"a "a#& #& (ua" (ua"* * se sue# sue#a a u" a( a(er er* * !"*B !"*B! !a a#e #e auste"=t!(*& e# e%s!t* e s*#aura %uee ser #!era$e"te $a"ét!(*7 C*" ase ase e" e# !a !ara ra$a $a e ase asess e e-C e-Crr-N! N!-C -C M! M!ur uraa 13 13-2 -20 0& &¿q ¿qué ué ase ase es%erar=a uste que esté (ausa"* e# (*$%*rta$!e"t* $a"ét!(*) ¿P*r qué %*r=a 8aerse *r$a* esta ase) ¿Hué %*r=a 8a(erse %ara resta#e(er e# (*$%*rta$!e"t* "* $a"ét!(*) Los aceros inoxidables austeníticos, comp compara arado doss con con otra otrass fami famililias as de acero aceros, s, como los aceros al carbono sin alear, los de baja aleación o incluso comparados con las otra otrass fami famililias as de acer aceros os inox inoxid idab able les, s, son son acero aceross ue ue tien tienen en un punt punto o de fusi fusión ón m=s m=s bajo, su estructura interna ofrece una mayor  resistencia el>ctrica con menor conducti"idad t>rm t>rmic ica a y prese present ntan an,, en 2ene 2eneral ral,, un mayor  mayor  coeficiente de dilatación ue los dem=s aceros. +l param parama2 a2net netis ismo mo es la tend tenden enci cia a de los los momentos ma2n>ticos libres 9espín u orbitales# a alinears arse paralelamen amentte a un camp campo o ma2n ma2n>t >tic ico. o. !i estos estos mome moment ntos os ma2n ma2n>t >tic icos os est= est=n n fuer fuerte teme ment nte e acop acopla lado doss entr entre e sí, sí, el fenómeno ser= ferroma2netismo. :uando no existe nin2ún campo ma2n>tico externo, estos mome moment ntos os ma2n ma2n>t >tic icos os est=n est=n orient orientad ados os al aar aar.. +n pres presen enci cia a de un camp campo o ma2n ma2n>t >tic ico o exte extern rno o tien tiende den n a alin alinea ears rse e paralelamente al campo, pero esta alineación est= contrarrestada por la tendencia ue tienen tienen los moment momentos os a orienta orientarse rse aleato aleatoria riamen mente te debido debido al mo"imi mo"imient ento o t>rmico. +n los materiales ferroma2n>ticos, este comportamiento tambi>n puede obser"arse, pero sólo por encima de su temperatura de :urie. Los materiales materiales parama2n>ticos parama2n>ticos sufren el mismo tipo de atracción atracción y repulsión repulsión ue los imanes normales, cuando est=n sujetos a un campo ma2n>tico. ma2n>tico. !in embar2o, al retirar el campo ma2n>tico, la entropía destruye el alineamiento ma2n>tico, ue ya no est= fa"orecido ener2>ticamente. +s decir, los materiales parama2n>ticos son son mate materi rial ales es atra atraíd ídos os por por iman imanes es,, pero pero no se con" con"ie iert rten en en mate materi rial ales es perm perman anen ente teme ment nte e ma2n ma2net eti iad ados os.. Al2un l2unos os mate materi rial ales es para parama ma2n 2n>t >tic icos os sonaire,ma2nesio,aluminio,titanio,Tolframio.

13-+6 C*$%are C*$%are #as te$%eratura te$%eraturas s euté(t!(as euté(t!(as e #a u"!(!" u"!(!" e-+73C e-+73C ' e376C-271S!7 ¿Hué a#ea(!" se es%era que sea $as $aqu!"a#e ' %*r qué) La fundición Be&0.3%: es demasiado dura para ser mauinada, sin embar2o se puede tratar t>rmicamente para producir un VVductile or nodular cast iron77 . +l tratamiento causar= ue 2rafito esf>rico creca durante la solidificación. +ste acero tiene excelente resistencia y 2ran ductilidad. La aleación Be&3.'%:&(.1%!i al tener menor cantidad cantidad de carbono es m=s f=cil de mauinar. Adem=s contiene !i ue actúa como c omo reductor de : y estabiliador.  Por tanto concluimos ue es m=s f=cil de mauinar ue la aleación Be&3.'%:& (.1%!i 13-+07 Se e"(ue"tra que u"a arra e u"a %!e;a (*#aa e 8!err* r!s (#ase +9 t!e"e u"a res!ste"(!a res!ste"(!a a #a te"s!" te"s!" e :9 999 %s!7 ¿P*r qué #a res!ste"(! res!ste"(!aa a #a te"s!" es $a'*r que #a aa %*r e# ",$er* e (#ase) ¿Cu@# %!e"sa uste que es e# !@$etr* e #a arra e %ruea) Primero sería un di=metro c4ico ya ue, en pieas coladas del2adas, el 2rafito y la perlita forman y dan resistencia a la tensión m=s alta.

CAPÍTULO 39 – GROOVER 

34-2 E" re#a(!" (*" e# %r*#e$a a"ter!*r& #as !$%re(!s!*"es $e(@"!(as e" e# s!ste$a e %*s!(!*"a$!e"t* e (!(#* a!ert* %uee" es(r!!rse $e!a"te u"a !str!u(!" "*r$a# (u'a es?!a(!" est@"ar es e 9799: $$7 E# ra"* e# ee e #a $esa e traa* es e :99 $$ ' 8a' 12 !ts e" e# re!str* !"a !"ar! r!* * que que usa e# (*" (*"tr*# tr*#a a* *r !! !!ta ta## %ara ara a#$a a#$a(e (e"a "arr #a %*s! %*s!(! (!" " %r*ra$aa7 Para e# s!ste$a e %*s!(!*"a$!e"t*& eter$!"e. a La res*#u(!" e (*"tr*# 

La eBa(t!tu

(

La re%et e%et!!t!? !?!!a a



¿Cu@# ¿Cu@# es #a (a"t!a (a"t!a  $="!$a $="!$a e !ts !ts que ee te"er te"er e# re!s re!str* tr* !"a !"ar!* r!* %ara %ara que que e# s! s!st ste$ e$aa e (*" (*"u( u((! (!" " $e(@ $e(@"! "!(a (a se (*"? (*"?!er !erta ta e" e# (*$%*"e"te #!$!ta"te e" #a res*#u(!" e (*"tr*#)

atos P5/. mm )s5( )s5(- pas pasos osGGre" re" @5 1( bits L5-- mm a# 7.5

:S1 5 pGns 5

250

500 @

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=0.03 mm

(

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500 40950.122 mm

)

 :S5ax W:S 1, :S(X5-.1((mm b# +xactitud5 -.:S trica

dɵ5---x

−10

10

Tt% θ  5(.$

%$θ=

m5x

  2.88 g / 4.26 g / c m 2.88 / 4.26 +

−5

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3

=0.018 c m

/ 2669

cm rɵ50.x

−5

10

cm

3

θ/cm

3

Uɵ5

(  ) 4 π  3

( 4.5 x 10

−5

cm)

)umero de partículas5

3

− 15

=382 x 10

0.0182 c m −15

382 x 10

cm

3

3 10

3

cm

= 4.76 x 10

 particulas  particulas

11-29 ¿P*r qué #a $a'*r=a e #as a#ea(!*"es e"ure(!as %*r %re(!%!ta(!" s*" s*#* ae(uaas %ara a%#!(a(!*"es a aa te$%eratura) +l precipitado se puede utiliar para ele"ar el límite de cedencia de muc4os materiales met=licos, sin embar2o, este mecanismo tiene incon"enientes, pues las aleaciones endurecidas por en"ejecimiento solo pueden ser utiliadas en un ran2o limitado de temperatura ya ue a temperaturas m=s ele"adas los precipitados formados empiean a crecer y finalmente se disuel"en si las temperaturas son los suficientemente altas.

11-22 -22 Cua" Cua"* * se *r$ *r$aa u"a u"a (a (arr rr*( *(er er=a =a aut* aut*$* $*tr tr!; !; a %art %art!r !r e a( a(er er* * e"ure(!#e e" 8*r"*& ¿Cu@#es s*" #*s $e(a"!s$*s que (*"tr!u'e" a #as %r*%!eaes !"a#es) +l endurecimiento por 4orneado y el endurecimiento por deformación o por trabajo son los principales mecanismos ue contribuyen a ue se presente una 2ran diferencia para la resistencia contra el abollamiento en los aceros endurecidos en 4orno.

11-2+ -2+ EB%# EB%#!q !que ue #*s #*s tres tres %as* %as*ss @s! @s!(* (*ss que que se %res %rese" e"ta ta" " ura ura"t "tee e# e"ure(!$!e"t*

%*r

%re(!%!ta(!"

Fes%uesta. 

calient enta a la alea aleaci ción ón por  por  Pas* Pas* 1. Trata Trata$!e $!e"t* "t* %*r s*#u! s*#u!#!; #!;a(! a(!" ". !e cali encima de la temperatura del sol"us y se mantiene así 4asta ue se produc produca a una solució solución n sólida sólida 4omo2> 4omo2>nea nea.. +sto +sto para para reducir reducir cualu cualuier  ier  se2re2ación micro uímica presente en la aleación ori2inal.

Pas* 2. Te$%#a*7 espu>s del Dratamiento por solubiliación, la aleación se enfría enfría r=pida r=pidamen mente, te, es decir decir,, se templa templa.. espu>s espu>s del templa templado, do, la

estructura es una solución solida sobresaturada y no es una estructura en euilibrio sino una estructura metaestable.

Pas* Pas* 3. E"?ee E"?ee(!$ (!$!e" !e"t*7 t*7 La solución supersaturada se calienta a una tempe empera rattura ura por por deba debajo jo de la del del sol" sol"us us.. A esta esta temp temper erat atur ura a de en"ejecimiento, los =tomos sólo pueden difundirse cortas distancias.

11-26 -26 E" e# e"u e"ure re(! (!$! $!e" e"t* t* %*r %*r %re( %re(!% !%!t !ta( a(! !"& "& #a ase ase que que a%*r a%*rta ta e# e"ure(!$!e"t*& ¿se *r$a !re(ta$e"te a %art!r e #a ase s*resaturaa e #a $atr!;) EB%#!que7 Sespuesta !i, ya ue el proceso de e"olución de microestructura lo marca así  & Primero se calienta la aleación por encima de la temperatura del sol"us y se mantiene así 4asta ue produca una solución sólida K 4omo2>nea, disol"iendo el precipitado de fase _. &espu>s del tratamiento por solubiliación , la aleación, ue en su estructura solo contie contiene ne K, se enfría enfría r=pidamen r=pidamente, te, es decir decir,, se templa templa.. Los =tomos =tomos no tienen tienen tiempo de difundirse 4acia sitios de nucleación potenciales, por lo ue no se forma el _. Posterio Posteriorme rmente nte pasado pasado el templado templado,, la estructu estructura ra es una solución solución sólida sólida sobresaturada Kss metaestable. &J por ultimo ultimo la solución solución K supersatu supersaturada rada se calient calienta a a una tempera temperatur tura a por  debajo de la del sol"us, a esta temperatura de en"ejecimiento los =tomos sólo puede difundirse a cortas distancias. Binalmente, si mantenemos la aleación a esta temperatura durante un tiempo suficiente, se lle2a a un euilibrio en la estructura K < _.

11720 ¿Hué es e# s*ree"?ee(!$!e"t*) +l en"e en"eje jeci cimi mien ento to t>rm t>rmic ico, o, tamb tambi> i>n n cono conoci cido do como como endu endure reci cimi mien ento to por  por  precipitación es un tratamiento t>rmico para endurecer, es decir, aumentar la dure durea a y resi resist sten enci cia a de las las aleac aleacio ione nes. s. !e basa basa en la depo deposi sici ción ón de fases fases metaestables en forma finamente di"idida, de modo ue forma una barrera efica

contra los mo"imientos de las dislocaciones. La resistencia a la fluencia de las aleaciones así tratadas puede aumentar 4asta 3-- pa.

11-39 E" e# aer*%#a"* que ut!#!;ar*" #*s 8er$a"*s r!8t e" su %r!$er ?ue#*& ¿e qué $a"era se e"ure(! %*r %re(!%!ta(!" #a a#ea(!") !e demostró ue la aleación de aluminio aluminio ue utiliaron utiliaron los 4ermanos 4ermanos `ri24t `ri24t para la fabricación del motor del primer aeroplano se contaminó con cobre del molde. +l endur endurec ecim imie ient nto o por en"ej en"ejec ecim imie ient nto o 9prec 9precip ipititaci ación# ón# se prese present ntó ó de mane manera ra inad"ertida al permanecer caliente el molde durante el proceso de fundido

11-30 La !ura 11-32 $uestra u" !ara$a e ases 8!%*tét!(*7 Deter$!"e s! (aa u"a e #as a#ea(!*"es s!u!e"tes %*r=a ser u"a ue"a (a"!ata %ara e# e"ure(!$!e"t* %*r e"?ee(!$!e"t* ' eB%#!que su res%uesta7 Para aque##as a#ea(!*"es que resu#te" ue"as (a"!atas& es(r!a e# trata$!e"t* tér$!(* requer!*& !"(#u'e"* #as te$%eraturas re(*$e"aas7 a  (  e

A-19  A-29  A-::  A-05  A-4: 

a A&1-% @ +sta +sta aleaci aleación ón es una buena buena candida candidata. ta. Podríam Podríamos os proponer proponer un trat tratam amie ient nto o de temp temper erat atur ura a ue ue este este entr entre e (- (- a 0-- 0-- : de enfriamiento. +l tratamiento tratamiento t>rmico t>rmico reuerido reuerido seria el tratamiento tratamiento por precipitado precipitado con DV(-. b A&(-% @ urante el tratamiento por en"ejecimiento puede ocurrir un efecto endu endure rece cedo dorr cuand uando o la ale aleació ación n se trat trata a en sol solució ución n a una una temperatura inferior a 0-- :, sin embar2o. Base eut>ctica tambi>n est= presente y el efecto de fortalecimiento no ser= tan exa2erada como en el ejemplo de la aleación anterior.

c A&%@ La fase _ casi toda est= formada. +speramos ue la aleación A&% @ sea demasiado fr=2il. d A&/% @ La aleación se enfría en una re2ión de dos fase 9 < _# a una re2ión de una fase 9# opuesta a lo ue necesitamos para el endurecimiento por en"ejecimiento.

e A&% @ La aleac leació ión n auí auí forma ormada da es de una una sol sola fase, ase, es deci decirr, es monof=sica 9# a todas las temperaturas y por lo tanto no puede endurecerse por en"ejecimiento.

117+9 11 7+9 ¿C$* ¿C$* es que (!ertas (!ertas a#ea(! a#ea(!*"e *"ess e a#u$!"! a#u$!"!* * "* #as asaas asaas e" "=que#/ %uee" %erer su res!ste"(!a ura"te #a s*#aura) s *#aura) La preci precipi pita taci ción ón es la form forma a m=s m=s impo import rtant ante e de aume aument ntar ar la resi resist stenc encia ia de las aleaciones de aluminio, ue no tienen transformación polimórfica y por lo tanto no 4an podido emplear el m>todo de martensita. :asi todas las aleaciones de alum alumin inio io trat tratabl ables es son son fuer fuerte teme ment nte e susc suscept eptib ible less a la corro corrosi sión ón,, ya ue ue los elementos de aleación in4iben la formación de una capa de óxido estable. Mn ejemplo destacado de la precipitación duraluminio, una aleación de aluminio, 0% de cobre y 1% de ma2nesio. La solución de recocido es 0&-  :. espu>s de enfriamiento, el material puede estar formado, en contraste con acero despu>s del temple se duraluminio inicialmente toda"ía blando. La resistencia a la rotura es a tra">s de en"ejecimiento natural 9a temperatura ambiente# o en"ejecimiento artifi artificia ciall Por ejempl ejemplo, o, al2una al2unass aleaci aleaciones ones de alumin aluminio io utili utiliada adass para para 4acer  4acer  remac4es para la construcción de a"iones se mantienen a baja temperatura 9&1$  : como mínimo# en 4ielo seco. A partir de su tratamiento t>rmico inicial 4asta ue se instalan en la estructura. espu>s de este tipo de remac4e se deforma en su

forma final, el en"ejecimiento se produce a temperatura ambiente y se incrementa su fuera, el bloueo de la estructura. La temperatura m=s alta de en"ejecimiento corre correrí ría a el ries ries2o 2o de sobr sobre&e e&en" n"ej ejec ecim imie ient nto o otra otrass part partes es de la estr estruct uctura ura,, y reuier reuieren en costoso costoso tratam tratamien iento to t>rmic t>rmico o poster posterior ior al montaj montaje. e. Mna tempera temperatur tura a demasiado alta de en"ejecimiento pro"oca el crecimiento del precipitado con demasiada facilidad.

11-+2 ¿Hué t!%* e a#ea(!*"es e"ure(!as %*r !s%ers!" %uee" (*"ser?ar  su res!ste"(!a 8asta  1999rmica. :omplementando lo anterior, un dia2rama triple D permite predecir la estructura, las propiedades y el tratamiento t>rmico reuerido en los aceros.

11-60 E" u" !ara$a tr!%#e T ¿Cu@# es #a !ere"(!a !ere"(!a e"tre #as ases Xa$$a ' Xa$$a su u) Mn punto triple D es auel en el cual coexisten en euilibrio el estado sólido, líuido y 2aseoso, la diferencia entre ambas fases es el punto de fusión.

11-52 -52 Se 8a e"(* e"(*"t "tra ra* * que que u" a( a(er er* * eute eute(t (t*! *!e e !s*t !s*tér ér$! $!(a (a$e $e"t "tee tra"s*r$a* t!e"e u"a res!ste"(!a e (ee"(!a e +19 Pa7 Est!$e a La tem tempe pera ratu tura ra de de tran transf sfor orma maci ción ón b +l espa espacia ciamie miento nto interl interlami aminar nar en en la perlit perlita a Primero podemos encontrar el espaciamiento interlaminar de la fi2ura 11&1. espu>s usamos este para poder encontrar la temperatura de la fi2ura 11&(-. c La tem tempe pera ratu tura ra de tran transf sfor orma maci ción ón es es '1 '1 : d +l espa espacia ciamie miento nto interl interlami aminar nar en en la perl perlita ita 5 1G ! 5'-,--- o  ! =1.67  x 10 −

11-50 u" a(er* que (*"t!e"e 973  C es (a#e"ta* a ?ar!as te$%eraturas %*r  e"(!$a e"(!$a e #a te$%eratura te$%eratura eute(t*!e& eute(t*!e& $a"te"! $a"te"!é"*#* é"*#* ura"te ura"te u"a 8*ra ' es%ués te$%#@"*#* a #a te$%eratura a$!e"te7 Ut!#!;a"* #a !ura 11-3:& eter$!"e eter$!"e #a (a"t!a& (a"t!a& (*$%*s!(!" (*$%*s!(!" ' ure;a ure;a e #a $arte"s!t $arte"s!taa que se *r$a (ua"* #a te$%eratura e (a#e"ta$!e"t* es.

a  ( 

520rmica, esto es, la reacción sólo depende

de

la

temperatura

y

no

del

tiempo.

La transformación martensítica ocurre cuando la austenita B:: pasa a ser @:: ó @:D 9dependiendo del % de carbono# y se presenta en muc4as otras aleaciones como por ejemplo :u&n&Al, :u& n&Al, :u&Al&)i y )i&Di. +n los cer=micos se puede lle"ar acabo la transformación martensítica debido a su estructura cristalia.

11-06 U" a(er* que (*"t!e"e 974: C es (a#a"ta* a ?ar!as te$%eraturas %*r  e"s!$a e #a te$%eratura eute(t*!e& $a"te"!é"*#* ura"te u"a 8*ra ' es%ues te$%#@"*#* a #a te$%eratura a$!e"te7 Ut!#!;a"* #a !ura 1173:& eter$!"e #a (a"t!a ' (*$%*s!(!" e #a $arte"s!ta que se *r$a (ua"* #a te$%eratura e (a#e"ta$!e"t* es. a/ 5209<

/5:9<

(/509<

/ 0:9<

a#

1--% martensita

b#

1--% martensita

c#

La mart marten ensi sitta com comie ien na a a torn tornar arse se aust austen enit ita a

d#

La mart marten ensi sitta es es en en su su tot total alid idad ad aust austen enit ita a

117007 U"a $!(r*estru(tura e a(er* (*"t!e"e 42 e $arte"s!ta ' 0 e e3C> #a (*$%*s!(!" e #a $arte"s!ta es 1719 C7 Ut!#!;a"* #a !ura 11-3:& eter$!"e. a/ #a te$%eratura a %art!r e #a (ua# se te$%# e# a(er* ' / e# (*"te"!* e (ar*"* e" e# a(er*7 !olución

:on el fin ^ 9y por tanto martensita martensita## conten2a conten2a 1.1-% :, la austeniaci austeniación ón a una temperatura de D5$' :. +ntonces tenemos 5 ^5-.(59'.'/&x#G9'.'/&1.1-#



∴

x51. %

11-49 Des(r!a u" trata$!e"t* tér$!(* (*$%#et* requer!* %ara %r*u(!r u" eu(te(t*!e re?e"!* ' te$%#a* e a(er* te"!e"* u"a res!ste"(!a a #a te"s!" $e"*r a 12:&999 %s!7 I"(#u'a #as te$%eraturas a%r*%!aas &

Mna austeniación aproximada de /- ?:

&

Mn re"enido debajo de 13- ?c

&

Mn templado de '(- ?c o menos

11-42 E" #as a#ea(!*"es euté(t!(as& e# $!(r*(*"st!tu'e"te euté(t!(* es %*r #* (*$,"& e# $!(r*(*"st!tu'e"te (*"t!"u*& %er* e" #as estru(turas eute(t*!es e# $!(r*(*"st!tu'e"te %r!$ar!* es "*r$a#$e"te (*"t!"u*7 EB%#!que %*r qué ee es%erarse esta !ere"(!a !ere"(!a es(r!!é"*#* es(r!!é"*#* que *(urre *(urre e" (aa rea((!" (*"*r$e se reu(e #a te$%eratura7 +n la reacción eutectoide, los límites de 2rano ori2inales sir"en como sitios de nucleación, por eso el microconstituyente primario rodea los limites de 2rano ori2inales y aísla el producto eutectoide como un constituyente discontinuo. +n la reacción eut>ctica la fase primaria comiena a nuclear de un líuido. :uando la comp compos osic ició ión n de el liu liuid ido o se apro aproxi xima ma a la comp compos osic ició ión n eut> eut>ct ctic ica, a, el constituyente eut>ctico se forma alrededor de el constituyente primario 4aciendo el producto eut>ctico continuo.

11-4+ ¿Hué ases s*" *r$aas %*r #a es(*$%*s!(!" e #a $arte"s!ta)  A bajas temperaturas de re"enido, la martensita puede formar dos fases de transición, una martensita con contenido m=s bajo en carbono y un carburo muy fino y sin euilibrio.

11-46 S! e# re?e"!* a (*$* resu#ta* #a es(*$%*s!(!" e #a $arte"s!ta& $arte"s!ta& %ara e$%e;ar& ¿P*r qué ee$*s *r$ar $arte"s!ta) Porue la martensita martensita no es una fase de euilibrio euilibrio y por esta raón no aparece en el dia2rama de fases  $e− $e . :uando la martensita en un acero se calienta por  3

deba debajo jo de la tempe empera ratu tura ra eut eutect ectoide oide,, se prec precip ipit itan an las fases ases K y

 $e3

termodin=micamente estables.

11-40 ¿Cu@# es e# %r!"(!%!* %*r e# (ua# #as a#ea(!*"es (*" $e$*r!a e *r$a es%#!ea" u" ee(t* e $e$*r!a) +l efecto de memoria es una propiedad única ue poseen ciertas aleaciones. :uando son procesadas por un tratamiento termo mec=nico para producir una estruc estructu tura ra mart marten ensí sítitica ca,, se le da una una form forma a prede predete term rmin inada ada a la cual cual podr= podr= re2resar al aumentarse su temperatura.

11-192 -192 EB%# EB%#!q !que ue e# *r! *r!e" e" e# e# (*$% (*$%*r *rta ta$! $!e" e"t* t* su%e su%ere re#a #ast st!( !(* * e #as #as a#ea a#ea(! (!*" *"es es (*" (*" $e$* $e$*r! r!aa e *r *r$a7 $a7 ¿C$* C$* ! !!er !ere #* a"te a"ter! r!*r *r e# e# (*$%*rta$!e"t* su%ere#@st!(* que 8e$*s *ser?a* e" (!ert*s $ater!a#es $et@#!(*s ' (er@$!(*s)

+l efecto de $e$*r!a e #a *r$a es una propiedad propiedad única única ue poseen poseen ciertas ciertas aleaciones ue si2uen una transformación martensítica. +stos materiales tambi>n desp desplilie2 e2an an un comp compor orta tami mien ento to supe supere rel= l=st stic ico o dond donde e es posi posibl ble e obte obtene ner  r  deformaciones recuperables 4asta de un 1-%. Pues Pues los los materi material ales es met= met=lilicos cos y cer=m cer=mic icos os pued pueden en sufrir sufrir tran transf sfor orma maci cion ones es martensítica y por lo tanto puede tener el efecto de memoria de la forma.

11719+7-¿qué a(t*res ' %r*%!eaes ee" t*$arse e" (*"s!era(!" %ara ut!#!;ar #as a#ea(!*"es e $e$*r!a e *r$a e" a%#!(a(!*"es !*$étr!(as (*$*& %*r ee$%#*& #*s ste"ts (ar!*?as(u#ares7 ue ue esto estoss pued pueden en ser proce procesa sados dos util utili ian ando do el trat tratam amie ient nto o t>rm t>rmom omec ecani anico co sofist sofistica icado do para para produc producir ir una estruct estructura ura martenci martencitic tica. a. Al final final del proceso proceso de trat tratam amie ient nto, o, el meta metall es defo deform rmado ado a una una form forma a prede predete term rmin inad ada. a. +l metal metal entonces puede ser deformado a una se2unda forma pero al incrementarse la temperatura el metal recupera su forma ori2inal. Las aleaciones con memoria de forma tienen una memoria ue puede ser iniciada a partir de un cambio en el esfuero o en la temperatura y adem=s es posible btener deformaciones recuperables 4asta de un 1-%. Dambi>n otra consideración seria ue se deber= esco2er una composición para la aleación !i el material del stens es una aleación ferroma2n>tica con memoria de forma el sent sentss se esco2 esco2er= er= y se desp despla laa ara. ra. Por Por tant tanto, o, esto estoss mate materia riale less debe deben n ser  ser  desca descart rtad ados. os. +n conse consecu cuen enci cia, a, espec especia ialm lmen ente te en el caso caso de apli aplica caci cion ones es biom>dicas debe tomarse en consideración

I"e"!er=a e" e(atr"!(a

Pr*(es*s e a"ua(tura Dr7 Es%!"*;a Cuara Yua" a"ue# I"tera"tes e# equ!%*. Sa'"es Va;que; E!(ar# uerta X*";@#e; Da?! A%ar!(!* T*#e* Er"est* Warate Y!$é"e; e#!; Xae# er"@"e; art="e; Lu!s E#=as 909:2915