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• Jaime Alfonso Gonzalez Vivas

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Práctica de Ingeniería de Materiales Avanzada PROBLEMA 1 Se desean fabricar una serie de discos de 100 mm de Ф y 25 mm de espesor. Estos deberán poseer como características principales 100 kg/mm2 de resistencia a la tracción y al menos 14 kgm/cm 2 de resiliencia. El almacenista solamente puede suministrar un tipo de acero, en estado normalizado, que tiene la siguiente característica: Acero 1, con R=85 kg/mm2, suministrado en barras de 10 m de longitud y 115 mm de Ф.

El taller mecánico se opone a operar sobre piezas que posean más de 80 kg/mm 2 de resistencia. La sala de tratamientos térmicos dispone de horno de mufla que alcanza los 1000°C y horno de sales cuya gama de temperaturas de trabajo está comprendida entre 200 y 700°C. Así mismo dispone de los siguientes medios de enfriamiento: agua, aceite y sales, siendo las velocidades medias de enfriamiento del núcleo correspondientes a los tres medios: 2.600, 1.450 y 1.000°C/seg. Operando en las gráficas T.T.T. isotérmicas, aunque se realicen enfriamientos continuos, y suponiendo rectas las velocidades de enfriamiento (en el intervalo de temperaturas en el que se pueda mantener esta hipótesis) describir las secuencias de operaciones de todos los procesos posibles para obtener los discos. Datos: - El tiempo de austenización se considerará de 1 hora por pulgada de espesor y el de revenido de 2 horas, para cualquier temperatura. -100 kg/mm2 equivalen a 32 HRc y 80 kg/mm2 a 21 HRc. PROBLEMA 2 Se desean fabricar una serie de discos de 100 mm de Ф y 25 mm de espesor. Estos deberán poseer como características principales 100 kg/mm2 de resistencia a la tracción y al menos 14 kgm/cm 2 de resiliencia. El almacenista solamente puede suministrar un tipo de acero, en estado normalizado, que tiene la siguiente característica: Acero 1, con R=90 kg/mm2, suministrado en barras de 10 m de longitud y 100 mm de Ф. El taller mecánico se opone a operar sobre piezas que posean más de 80 kg/mm 2 de resistencia. La sala de tratamientos térmicos dispone de horno de mufla que alcanza los 1000°C y horno de sales cuya gama de temperaturas de trabajo está comprendida entre 200 y 700°C. Así mismo dispone de los siguientes medios de enfriamiento: agua, aceite y sales, siendo las velocidades medias de enfriamiento del núcleo correspondientes a los tres medios: 2.600, 1.450 y 1.400°C/seg. Operando en las gráficas T.T.T. isotérmicas, aunque se realicen enfriamientos continuos, y suponiendo rectas las velocidades de enfriamiento (en el intervalo de temperaturas en el que se pueda mantener esta hipótesis) describir las secuencias de operaciones de todos los procesos posibles para obtener los discos. Datos: - El tiempo de austenización se considerará de 1 hora por pulgada de espesor y el de revenido de 2 horas, para cualquier temperatura. -100 kg/mm2 equivalen a 32 HRc y 80 kg/mm2 a 21 HRc.

PROBLEMA 3 Se quiere construir un tren de engranajes como el de la figura siguiente:

Siendo n1 y n2 el número de dientes correspondientes a cada rueda. Por las características del equipo donde han de ir montados es necesario que el desgaste de ambas ruedas dentadas sea igual durante su funcionamiento. Se supone que el desgaste es directamente proporcional al número de contactos de los dientes, y la resistencia a dicho desgaste inversamente proporcional a la dureza expresada en HRc. Suponiendo que la dureza de la rueda 2 sea 60 HRc, que el espesor de capa cementada sea 0,5 mm, que la composición del acero es la misma para las dos ruedas y que el orificio para el eje no debe ser endurecido, determinar: 1) Descripción ordenada de las operaciones necesarias para obtener el mecanismo, teniendo en cuenta que éste es de gran responsabilidad. 2) Calcular la dureza con la que deberá quedar la rueda 1. 3) Tratamiento térmico de las ruedas y gráfico de dicho tratamiento. 4) Temperaturas de revenido suponiendo que la curva de revenido viene dada por los valores siguientes: Dureza HRc 60 50 40

Temperatura de revenido (°C) 140 400 550