PROBLEMA 1: Un componente de acero debe tener una dureza al templado de HRC 35, a fin de evitar desgastes excesivos durante su uso. Cuando la pieza se fabrica a partir de acero 4320, la dureza es de solo HRC 32. Determine la dureza si la parte se fabricara bajo condiciones idénticas, pero con los siguientes aceros. Cual, si es que hay alguno, de estos aceros seria una mejor elección??

a.- 4340b.- 8640c.- 9310d.- 1050e.- 1080

2.-

3.-

4.-

5.-

6.-

Problema 7• Un acero ordinario al carbono que contiene aproximadamente 0,6% C recibe un

tratamiento termico de la siguiente manera:a.- calentamiento a 800 C por un templado en agua friab.- calentamiento a 800 C seguido por un enfriamiento lento en el hornoc.- calentamiento a 800 C, enfriamiento brusco en agua y recalentado a 250 Cd.- calentamiento a 800 C, enfriamiento brusco en agua y recalentamiento a 600 CDescriba, con la ayuda de diagramas, la estructura que se obtiene por medio de estos

tratamientosA.- Indique, en forma general, que clase de propiedades fisicas esperaria usted que

produjeran los diferentes tratamientos termicosB.- Que tratamientos termicos consideraria usted mas adecuados para fabricar (i)

herramientas de corte y (ii) componentes de ingenieria bajo esfuerzos dinamicos.

PROBLEMA 8

• Se desea que una placa de laton Cu-70%Zn originalmente de un espesor de 1,2”, tenga un limite elastico superior a 50.000 psi y un porcentaje de elongacion de por lo menos 10%. Que rango de espesores finales deben obtenerse?

9.-

2da Parte

Problema 1• Que característica debe mostrar el diagrama de fase de una

aleación para que sea posible que sus propiedades se alteren por medio de un proceso de endurecimiento por precipitación?

Problema 2a.- El Duraluminio (Al/4% de Cu) es una aleación de mucha

importancia en la industria de la aviación. Explique lo que significan los términos (i) envejecimiento, (ii) tratamiento en solución y (iii) tratamiento por precipitación, cuando se aplican a este material, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas.

b.- Se obtienen propiedades equivalentes en este material al calentarlo a 527 C durante dos minutos o al tratador a 327 C durante dos horas.

Problema 3a.- Usted recibe pequeñas muestras de cuatro materiales que no

se pueden diferenciar a simple vista, pero se sabe que contienen: (i) aluminio de pureza comercial, (ii) una aleación de aluminio con 13% de silicio, (iii) una aleación de aluminio con 4% de cobre y (iv) una aleación de Al con 4% de Cu y 2% de Ni. Como se pueden identificar estos 4 materiales si el único equipo disponible es un durómetro, un horno que opera entre 60 C y 600 C, un equipo de medición de temperatura y agua?

b.- Cual de las cuatro aleaciones seria la mas adecuada para las siguientes aplicaciones. (i) fundición colada en matriz. (ii) manufactura de un componente de avión para transporte de carga, para uso a temperaturas elevadas.

Problema 4

¿Es posible producir un acero AISI 4340 templado en aceite y revenido que tenga un esfuerzo de fluencia mínimo de 1400 MPa y una ductilidad mínima de 43% RA? Si es posible, describa el tratamiento térmico. Si no es posible, explique porque no.

Problema 5

Problema 6

8. Una aleación Fe-C austenizada, que inicialmente contenía 0,20 % peso de carbono se cementó a elevada temperatura en una atmósfera tal que la composición en la superficie rápidamente alcanzó 1% peso de carbono. a. Si después de un tratamiento de 49,5 horas la

concentración de carbono es 0,35% en peso, medida en una posición 4 mm por debajo de la superficie, determine la temperatura a la cual se realizó el tratamiento.

b. Dibuje el perfil de concentración de carbono

Problema 7Una aleación de Al-4%Cu fue calentada a 550 C por pocos minutos y luego fue enfriada rápidamente en agua. Posteriormente, muestras de la aleación templada fue envejecida a 150 C por varios tiempos antes de ser enfriada otra vez. Las medidas de dureza tomadas de las muestras tratadas térmicamente muestran lo siguiente.

Tiempo de envejecimiento (h)

0 10 100 200 1000

Durezo (Mpa) 650 950 1200 1150 1000

Explique brevemente este resultado. La dureza pico es obtenida después de 100 h a 150 C. Estimar cuanto tiempo podría tardarse obtener el pico de dureza a (a) 130 C y (b) 170 C. Ver figuraa siguiente.

Problema 8

Considere el gas de carburización de una pieza de acero 1020 a 927 C. Calcule el contenido de carbono a 0,5 MM por debajo de la superficie de la pieza durante un periodo de carburización de 5 horas. El contenido de carbono en la superficie es de 0,90%