1. ¿Qué se entiende por anisotropía de un material? ¿Cómo se caracteriza la anisotropía plana? ¿Cuándo podemos decir que un material es totalmente isótropo?
La anisotropía hace referencia a las propiedades distintas en diferentes direcciones del material debido a la recristalización direccional durante la laminación.
Se puede caracterizar a partir de:
- Tendencia a formar orejas
Un material isótropo se caracteriza por: rm=1 y Δr=0 (comportamiento homogéneo, no forma orejas).
2. ¿Qué se entiende por severidad de un medio de temple? ¿Cómo se calcula el valor de dicha severidad?
La severidad de un medio de temple depende de su habilidad para evacuar calor, y por tanto se relaciona con la velocidad de enfriamiento en un medio determinado. A más severidad de medio de temple, más se enfriará en el mismo tiempo el material.
Se calcula con la expresión:
H = h / k,
donde h es el coeficiente de transferencia de calor y k es la conductividad térmica.
3. ¿Qué es lo que indica un factor de recuperación Kr=0?
Un factor de recuperación elástica Kr=0 significa que el material tiene una recuperación total, es decir, que por mucho que se doble el material este siempre recuperará la posición inicial.
La fórmula que determina el factor de recuperación elástica es la siguiente:
4. ¿Por qué los elementos de aleación desplazan las curvas TTT hacia tiempos más largos?
Los elementos de aleación desplazan las curvas TTT porque se alean con los demás elementos y producen precipitados en los límites de grano. Esto frena el cambio de austenita a otras estructuras produciéndose un desplazamiento de la curva hacia tiempos más largos. Para conseguir este desplazamiento, se tienen que disolver bien las aleaciones en la etapa de calentamiento.
Porque, como suelen ser átomos grandes, se sitúan en los límites de grano y frenan la difusión de los átomos. (Gerard)
5. Tras el revenido de un acero aleado templado al agua, ¿pueden obtenerse estructuras ferrito-perlíticas?
No, ya que estas son estructuras metaestables y solo se obtienen con un recocido.
6. Citar cinco variables dependientes de un proceso de conformado por deformación plástica.
Variables dependientes:
- Temperatura final
- Consumo de energía
- Acabado superficial
- Geometría final
- Propiedades finales
Variables independientes:
- Temperatura inicial
- Geometría inicial
- Propiedades iniciales
- Lubricación
- Geometría de herramientas
7. ¿Qué misión tiene el prensachapas en una operación de embutición? ¿Por qué su presión se considera una variable crítica del proceso de embutición?
El prensachapas evita o reduce la aparición de arrugas en el material.
Dependiendo de la presión del prensachapas, el material se puede romper (presión alta) o se puede producir la aparición de arrugas (presión baja).
8. Citar cinco defectos que pueden aparecer en una pieza de chapa embutida. Explicar para cada defecto las causas de su aparición y la posible solución para evitarlo o minimizarlo.
- Arrugas: Velocidad lenta, deficiente apisonado, grandes radios de matriz y punzón, juego no adecuado.
- Roturas: Velocidad rápida, juego no adecuado, radios pequeños, descentrado del punzón.
- Orejas: Anisotropía plana de la chapa, se pueden recortar solo en piezas delgadas.
- Líneas de impacto: Mal estado de herramientas o si se incrusta alguna impureza en la superficie de la chapa.
- Tensiones residuales: Provocadas por la deformación plástica.
9. ¿Propiedades destacables de las fundiciones esferoidales?
Esta fundición microestructuralmente presenta nódulos en vez de láminas. Es más resistente y más dúctil que la fundición gris de grafito laminar.
Es un tipo de fundición que se caracteriza por su resistencia y, sobre todo, por su ductilidad.
10. ¿Cómo influye el azufre en las propiedades del acero?
El azufre no aporta beneficios al hierro, debe ser eliminado y controlado ya que forma sulfuro de hierro. Se elimina mediante manganeso ya que se une con el azufre formando sulfuro de manganeso.
11. ¿Para qué sirven los gases en los hornos?
Se utilizan en forma de cementante, el metano en cementación y el amoniaco en nitruración.
12. Ventajas de la nitruración respecto a la cementación.
- Tiene una dureza mucho más elevada (1200 Hv respecto de 700 Hv).
- Aguanta más temperatura (500 ºC respecto a 200 ºC).
- El núcleo del material puede soportar el tratamiento térmico antes de la nitruración.
- Al operar a bajas temperaturas no hay cambio de tamaño de grano.
- No hay peligro de sobrecalentamiento.
- La nitruración se realiza a 520 ºC y la cementación a temperaturas mucho más elevadas.
13. ¿En los diagramas de Hierro-Carbono por qué no aparece Bainita ni Martensita?
Los diagramas de Hierro-Carbono son diagramas de equilibrio estables, la bainita y la martensita son estructuras metaestables por lo tanto no aparecerán en los diagramas de equilibrio.
14. ¿Cómo se realiza un bonificado?
El bonificado es un tratamiento térmico que se aplica a un acero que ha sido templado y revenido. Para realizar el temple primero se tiene que calentar el material hasta una temperatura de austenización y luego enfriarlo en agua. Para el revenido se calienta el acero por debajo de la temperatura crítica de transformación seguida de un enfriamiento rápido. Esto se hace para eliminar la austenita residual.
15. ¿Cómo se realiza un temple?
- Enfriamiento a partir del dominio austenítico a una velocidad mayor a la velocidad crítica de temple (para que aparezca martensita).
- Obtener la mayor dureza posible (a mayor temperatura, mayor temple).
- Para rebajar la fragilidad de la martensita haremos un revenido.
Inconvenientes: Aparición de grietas (calentamiento), tensiones residuales (atmósfera) y aparición de deformaciones elásticas y plásticas (gradiente de temperatura).
16. ¿Cómo se realiza un revenido?
- Minimizar la fragilidad de la martensita (después de un temple).
- Temperatura por debajo de la temperatura crítica de transformación + enfriamiento rápido.
17. ¿Cómo se realiza un recocido?
Calentar por encima de la temperatura de transformación austenítica seguida de un enfriamiento lento para obtener equilibrio estructural y generar fases de equilibrio. Estructura homogénea.
18. ¿Qué es la Austenita Residual?
Se produce cuando no conseguimos transformar toda la austenita a martensita porque para eso deberíamos enfriar por debajo de 0 ºC.
Produce una pérdida de dureza y resistencia mecánica.
Se puede eliminar con un tratamiento subcero: nitrógeno a -80 ºC (tras haber realizado un revenido). Esto produce un aumento de la estabilidad, un aumento homogéneo y un aumento de la dureza.
19. ¿Cómo se realiza un normalizado?
- Se somete a un enfriamiento moderado (aire libre).
- Se obtiene bainita o perlita muy fina.
- Se utiliza para corregir procesos de fabricación defectuosos.
Objetivos:
- Producir aceros más duros y más resistentes.
- Obtener una estructura más uniforme aumentando su tenacidad.
- Conseguir una buena y fácil mecanización.
- Modificar y afinar la estructura de piezas forjadas.
20. Diferencias entre reducción directa e indirecta.
Reducción directa: Proceso químico basado en la captura del O presente en el mineral de hierro por agentes reductores provenientes de la rotura de cadenas de hidrocarburos saturados por efecto del vapor de agua sobrecalentado o del CO2.
Diferencias entre la reducción directa (alto horno) y la reducción indirecta:
PROCESO | REDUCCIÓN INDIRECTA (Alto Horno) | REDUCCIÓN DIRECTA |
Reducción | Mineral, coque, fundente | Mineral, gas natural, vapor de agua |
Producción acero | Arrabio fundido + escoria | Hierro esponja |
Vaciado y solidificación | Acero líquido | Acero líquido |