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• Jesus Brito Rodríguez

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2º GIM

2014/15

CTM TAREA TEMAS 5 y 6 (Diagramas de Fase)

NOMBRE/ES: ................................................................................................................................. INSTRUCCIONES:  Entregar resueltos los ejercicios propuestos, correspondientes al tema 5: Diagramas de Fase y 6: Diag. Fe-C.  El PLAZO de entrega FINALIZA el miércoles 17 de diciembre de 2014 (incluido).  Si la prueba se realiza en grupo, el Nº máx. de componentes del grupo es CUATRO y se entrega en común.  Los problemas deben contestarse de la forma más detallada posible, explicando planteamiento y pasos seguidos, de manera que los resultados estén justificados. No olvidar indicar las unidades, cuando se requieren.  Cuentan con las Tutorías (tanto presenciales como virtuales) para orientarles y resolver las dudas que se les planteen durante la realización de la prueba, así como para a su revisión una vez calificada.  La calificación obtenida contará en la evaluación de la asignatura en el apartado: trabajo del estudiante.

1) 4 ptos

Se prepara una aleación Aluminio-Cobre mezclando 55g de Al con 10g de Cu. Se calienta a 700ºC para que se forme un líquido homogéneo y posteriormente se deja enfriar lentamente hasta que solidifica completamente. Con ayuda del diagrama de fases Al-Cu adjunto, y considerando que el enfriamiento se realiza en condiciones de equilibrio: a) Describa cualitativamente el desarrollo microestructural de la aleación durante el enfriamiento, indicando en los puntos críticos la temperatura y transformación asociada. Incluya la curva de enfriamiento. Represente esquemáticamente la microestructura de la aleación cuando solidifica completamente. b) Identifique las fases presentes, su composición y la proporción en que se encuentran, para la microestructura existente inmediatamente posterior a la solidificación total de la aleación. Indicar cómo se encuentran repartidas las fases en los distintos constituyentes. c) Indique cómo se han repartido los 55 g de Al y los 10 g de Cu en los constituyentes de la microestructura existente justo después de solidificar completamente la aleación. d) Estime la densidad de la aleación a partir de las de sus componentes: Al=2.70 g/cm3; Cu=8.96 g/cm3

DIAGRAMA Al-Cu (región rica en Al) Fte. Schackelford

2º GIM

2014/15

CTM TAREA TEMAS 5 y 6 (Diagramas de Fase)

2) 3 ptos

3) 3 ptos

El examen microestructural de un acero (a temperatura ambiente) revela que contiene granos con estructura laminar y granos uniformes de tono claro, en una proporción 2/1 en peso (láminas/claros). a) Calcule el contenido en carbono del acero, en % en peso. b) Represente esquemáticamente la microestructura que cabe esperar en el acero (a temperatura ambiente), identificando los distintos constituyentes. c) Para fabricar una esfera maciza de este acero, de 15 cm de diámetro, ¿cuéntos gramos de Fe y de C se necesitan? Datos:  (Feα) = 7.87 g/cm3;  (Fe3C) = 7.54 g/cm3. Al determinar la dureza Rockwell C de un acero se obtiene un valor de 32 HRC. Constituyente

Perlita

Cementita

Ferrita

Dureza Rockwell C

30 HRC

68 HRC

 0 HRC

a) Determinar, si es posible, el contenido en carbono del acero. ¿Es hiper o hipo-eutectoide? b) De los tres esquemas propuestos, indique cual describe más adecuadamente la microestructura que cabe esperar en el acero a temperatura ambiente, justificando la respuesta. Considerar que las zonas negras corresponden a cementita y las blancas a ferrita.







c) En una barra cilíndrica maciza esférica de este acero, de 15 cm de diámetro y 25 cm de largo, ¿cuántos kg son de ferrita y cuántos de cementita?. Datos:  (Feα) = 7.87 g/cm3;  (Fe3C) = 7.54 g/cm3.