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Permutación 0
Nombre:
Materiales. Examen Final (28/06/2011)
Grupo/profesor:
PARTE I: Seleccione la respuesta correcta. 0.2 p c/u. Una respuesta incorrecta elimina una correcta.
V
1) Un material ferromagnético puede presentar magnetización sin campo magnético aplicado
X
por debajo de su TCurie.
2) La perlita es una mezcla de dos fases, con composición química fija (0,77%C).
X
3) El contenido de agua para el conformado hidroplástico de cerámicos suele ser mayor en el
X
4)
5)
6)
7)
8)
moldeo por barbotina que en la pasta empleada en el proceso de extrusión.
Un acero hipoeutectoide se calienta justo por encima de la temperatura eutectoide y, acto
seguido, se enfría bruscamente hasta una temperatura por debajo de su Mf. La
microestructura final es una mezcla de ferrita y martensita.
Todos los polímeros por debajo de Tg se encuentran en estado vítreo y sólo presentan una
sola fase.
La pulvimetalúrgia es una técnica de conformado que suele aplicarse en metales con bajo
punto de fusión.
La 1ª ley de Fick, en su definición, contempla la posibilidad de que la especie que difunde se
agote durante el proceso.
No todos los termoplásticos se encuentran en estado gomoso por encima de Tg.
F
X
X
X
X
X
9) Un material compuesto siempre es heterogéneo y sus propiedades mecánicas siempre
X
presentan anisotropía.
10) La resistividad eléctrica a temperatura ambiente del Si es menor que la del Si dopado con
un 0,015% de P.
X
PARTE II. Complete las siguientes frases con la palabra más apropiada (0.2 p c/u):
1. El defecto cristalino que se genera por la inserción de un semiplano atómico se denomina
……DISLOCACIÓN……..
2. Un material que genera en su interior un campo magnético inducido (B) de sentido contrario al campo
magnético aplicado (H) se denomina ………DIAMAGNÉTICO…..
3. En un ensayo de tracción, la cantidad de energía absorbida por unidad de volumen de material al
momento de la rotura de la probeta se denomina ……TENACIDAD……..
4. En el PE al aumentar las ramificaciones de la cadena se ……DISMINUYE….. el efecto barrera a los
gases.
5. El tipo de enlace primario que presentan los polímeros es el ……COVALENTE…..
6. En un proceso de difusión intersticial, el coeficiente de difusión del soluto ……DISMINUYE.. al aumentar
la compacidad de la red cristalina de la matriz del solvente.
7. A igualdad de condiciones, el aluminio tendrá una resistividad eléctrica …MENOR….. que la alúmina
(Al2O3).
8. Al aplicar un campo magnético externo (H) a un material ferrimagnético, la inducción magnética (B) será
…MAYOR….. a una temperatura de funcionamiento de 120ºC que a una de 750ºC.
9. La susceptibilidad magnética de un material ferromagnético es ……MAYOR.. que la de un
paramagnético.
10. Un material compuesto se ensaya a tracción en dirección paralela y perpendicular al eje de orientación
de la fibra. Se observa que cuando el material trabaja en condiciones de ……ISODEFORMACIÓN.. el
módulo de elasticidad es mayor.
Permutación 0
PARTE III:
1) Una empresa de tratamientos térmicos tiene cuatro aleaciones A-B y necesita saber la composición
nominal de cada una de ellas. El ingeniero encargado realiza un calentamiento hasta una temperatura de
410ºC a las 4 aleaciones, y después enfría lentamente cada aleación hasta temperatura ambiente. ¿De qué
aleaciones se trata, sabiendo que mediante observación en el microscopio óptico y análisis químico
determina las siguientes características? (Total 2p):
Aleación 1: La aleación es
siempre monofásica y diatómica,
con
la
misma
composición
química. (0,5 p)
Aleación 2: A 300ºC se inicia la
precipitación de una segunda fase.
(0,5 p)
Aleación
3:
Durante
el
enfriamiento desde 410ºC, se
producen dos transformaciones
invariantes; y a temperatura
ambiente se observa un 80% en
peso de una solución sólida que
tiene un 35% de B. (0,75 p)
Aleación 4: No se observa cambio
alguno en las fases existentes
(incluyendo cantidad relativa de
ellas) y no presenta componente
primario. (0,25p)
RESULTADOS
Aleación 1
30A-70B
Aleación 2
Aprox.
2.5B-97.5A
Aleación 3
28B-72A
Aleación 4
85B-15A
Permutación 0
3) La figura adjunta muestra la variación de la tensión de límite elástico de una aleación en función del
porcentaje de trabajo en frío acumulado por deformación. Si el módulo de Young de esta aleación vale 200
GPa y su coeficiente de Poisson vale 0.28, conteste a las siguientes preguntas: (Total: 3 puntos)
Límite elástico (MPa)
a) Si una barra cilíndrica de diámetro 30 mm
se deforma en caliente hasta un diámetro
2000
final de 15 mm, ¿cuál es la máxima
contracción lateral permisible (en mm) en
1800
condiciones de servicio (régimen elástico)
1600
para la barra final? (0.5 p)
b) Si la barra final del apartado anterior se
1400
somete a una fuerza de tracción de 80000
1200
N, ¿qué deformación elástica alcanzará la
barra? (0.5 p)
1000
c) Si la barra final del apartado a) se
deforma en frío hasta un diámetro de 10
800
mm, ¿cuál será la tensión que habrá que
600
aplicar a la pieza final de diámetro 10 mm
para que empiece a deformarse
400
plásticamente? (0.5 p)
200
d) Si la longitud inicial de la barra del
apartado anterior antes de deformarse es
0
de 10 cm, ¿cuál será la longitud de la
0
10
20
30
40
50
60
barra después de la deformación en frío?
Trabajo en frío (%)
(0.5 p)
e) Suponga que queremos fabricar con la
barra de 15 mm de diámetro una barra de
10 mm de diámetro que tenga un límite elástico de 700 MPa. Explique cómo realizaría el proceso (Nota:
En las condiciones más económicas y rápidas posibles) (1 p).
RESULTADOS NUMÉRICOS
-3
a) (deformación axial = 2 x10 )
contracción lateral por poisson
-3
mm (0,0084 mm)
= 8,4x10
c) (%CW = 55,5) aprox. 1600 MPa
(según gráfico)
b) (Aplicando una tensión de
452,7 MPa y considerando E =
-3
200 GPa) =2,26 x 10
d)
(considerando
que
deformación plástica es
volumen constante) 22.5 cm
la
a
e) Para obtener una barra con 700 MPa se requiere aplicar un trabajo en frio de 14% (según gráfico)
Opción: 1 sólo paso. Según apartado c) la barra tendría un 55,5% de CW (NO CUMPLE CON EL
REQUISITO)
Opción viable:
Paso 1: Barra de 15 mm a barra de 10,8 mm de diámetro intermedio (aplicando un 48% de CW aprox.)
Paso 2: Tratamiento de recocido a la barra de 10,8 mm de diámetro.
Paso 3: Barra de 10,8 mm a 10 mm (trabajo en frio al final de 14 %)
70
Permutación 0
Nombre:
Materiales. Examen de Prácticas (28/06/11)
Grupo/profesor:
1) La Figura adjunta muestra los resultados de choque térmico obtenidos para dos cerámicas A y B
enfriadas rápidamente hasta temperatura ambiente (Tamb=20 ºC). Conteste a las siguientes preguntas (Total
4p):
a) ¿Qué es la variable “Y” representada
en el eje de ordenadas y cuáles son
sus unidades de medida?
Representa el número de grietas por
unidad de longitud. Sus unidades
-1
serían: cm
Cerámica "B"
5
Variable "Y"
b) ¿Cuál es el máximo choque térmico
permisible sin que aparezcan fisuras
para las cerámicas A y B?
c) Si las cerámicas se ensayan desde
una temperatura de 180 ºC hasta T
ambiente, ¿cuál es la cerámica que
sufre menos choque térmico?
d) Si las cerámicas se ensayan desde
una temperatura de 280 ºC hasta T
ambiente, ¿cuál es la cerámica que
resiste menos al choque térmico?
6
4
3
2
Cerámica "A"
1
0
0
100
200
300
400
500
ΔT (ºC)
RESULTADOS
b) Cerámica A: ΔT = 80ºC y Cerámica B: ΔT = 200ºC
c) ΔT aplicado: 180-20 = 160ºC. Cerámica B sufriría menos choque térmico
d) Ambas cerámicas resisten por igual
PARTE II: Seleccione la respuesta correcta. 1 p c/u. Una respuesta incorrecta elimina una correcta. (Total
6p)
V
X
1) Para determinar la densidad de un Polietileno de alta densidad (HDPE) siguiendo la
2)
3)
4)
5)
6)
metodología utilizada en la práctica utilizaría el mismo líquido empleado en la experiencia.
Las vacantes observadas en el Cu utilizado en la práctica de metalografía serían las
responsables de las líneas o franjas oscuras que presentaban los granos.
Mediante microscopía óptica se pueden observar tanto los límites de granos de un material
policristalino como las dislocaciones que estos presentan.
La densidad medida experimentalmente en un material compuesto tiende a ser ligeramente
inferior que la densidad teórica (calculada a partir de las densidades de sus componentes).
El método de comportamiento a la llama es el más adecuado para diferenciar entre un
Polietileno de alta densidad y un Policloruro de vinilo.
El microscopio óptico empleado en la observación de la microestructura de metales es de
reflexión.
F
X
X
X
X
X