FIMCP - IMEC CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES Deber #2 1. Una probeta cilíndrica de una aleación de Níquel con un módu
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FIMCP - IMEC CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES Deber #2 1. Una probeta cilíndrica de una aleación de Níquel con un módulo de elasticidad de 4 20 ,7∗10 MPa y un diámetro original de 10.2 mm experimenta únicamente deformación elástica cuando se aplica una tensión de 8900 N . Calcular la máxima longitud de la probeta antes de la deformación si el máximo alargamiento permitido es de 0,25 mm . 2. Considere un hilo cilíndrico de titanio de 3 mm de diámetro y 2,5∗10 4 mm de largo. Determinar su alargamiento cuando se aplica una carga de 500 N . Suponga que toda la deformación es elástica. 3. Para un determinado latón, la tensión a la cual empieza la deformación plástica es 345 MPa y el modulo de elasticidad es 10.3∗10 4 MPa. a) ¿Cuál es la máxima tensión que puede aplicarse a una probeta con una sección 130 mm2 sin que se produzca deformación plástica? b) Si la longitud original de la probeta es 76 mm ¿Cuál es la máxima longitud que puede ser estirada sin causar deformación plástica? 4. Consideremos una probeta cilíndrica de una aleación de aluminio (Figura 1) de 10 mm de diámetro y 75 mm de longitud que es estirada a tracción determinar su alargamiento cuando se aplica una carga de 13500N.
Figura 1 5. Una probeta de magnesio con una sección rectangular de dimensiones 3,2 mm x 19,1mm es deformada a tracción. Usando los datos tabulados de carga alargamiento, resolver los cuestiones planteadas:
a) b) c) d) e) f)
Representar los datos en una gráfica Tensión nominal frente deformación. Calcular el modulo de elasticidad Determinar el límite elástico para una deformación de 0.002. Determinar la resistencia a tracción de la aleación. Calcular el modulo de resiliencia Cuanto vale la ductilidad, en tanto por ciento de alargamiento relativo
6. Se recolecto la siguiente información a partir de un espécimen de prueba estándar de una aleación de cobre de 0.505 in de diámetro:
Después de la fractura la longitud total fue de 3.014 in y el diámetro fue de 0.374 in. Grafique la curva de esfuerzo – deformación ingenieriles y calcule: a) b) c) d) e) f)
La resistencia a la fluencia a una deformación del 0.2% La resistencia a la tensión El módulo de elasticidad El % de elongación El % de reducción de área El esfuerzo ingenieril en la fractura y el modulo de resiliencia
7. Considere los diagramas esfuerzo deformación de tensión en la Figura 2 etiquetados 1 y 2. Estos diagramas son comunes de los metales. Responda las siguientes preguntas considerando cada inciso por separado. A. Las muestras 1 y 2 son idénticas a excepción del tamaño de grano ¿Cuál muestra tiene los granos mas pequeños? Explique B. La muestra 1 y 2 son idénticas a excepción de que se probaron a temperaturas diferentes ¿Cuál fue probada a una temperatura menor? C. Las muestras 1 y 2 son diferentes ¿Cuál es más tenaz? D. Las muestras 1 y 2 son idénticas a excepción de que una de ellas es metal puro y la otra tiene un porcentaje de menor de adición de aleación ¿Cuál muestra ha sido aleada? 8. Una barra cilíndrica de 380 mm de longitud, con un diámetro de 10 mm es sometida a un esfuerzo de tracción. Si la barra no debe exceder ni deformación plástica ni una elongación superior a 0,9 mm , cuando se aplica una carga de 24500 N . ¿Cuál de los cuatro metales o aleaciones de la tabla adjunta son posibles candidatos? Material
Módulo de Elasticidad Limite elástico( psi) Resistenciaa la tracción( psi) ( psi) Aleación de aluminio 10∗10 6 37000 61000 6 Laton 50000 61000 14,6∗10 6 Cobre 30000 40000 16∗10 6 Acero 65000 80000 30∗10 9. Las siguientes tensiones reales producen las siguientes deformaciones plásticas reales para una aleación de Laton: σ T ( psi) 60000 70000
ϵT 0.15 0.25
¿Qué tensión real es necesaria para producir una deformación plástica de 0,21? 10. Un penetrador Brinell de 10 mm de diámetro produjo una huella de 2.5 mm de
diámetro en un acero cuando se aplico una carga de 1000kg. Calcular la dureza Brinell del material. ¿Cuál será el diámetro de una huella que produzca una dureza Brinell de 300 cuando se aplique una carga de 500 Kg?