Problemas de Metalurgia

Problema 1: Aleación de Acero

1. Una pieza de acero de 50 Kg contiene 800 g de carbono. Se pide:

1. ¿De qué tipo de aleación se trata?
2. ¿Cuáles son sus constituyentes y su estructura a temperatura ambiente?
3. ¿Cuál es su densidad a temperatura ambiente, sabiendo que la densidad del hierro “α” es de 7,87 g/cm³ y la de la cementita “Fe₃C” de 7,54 g/cm³?
4. Calculamos en primer lugar el porcentaje de carbono que posee:

Por tanto, se trata de un acero hipoeutectoide.

1. A partir del diagrama calculamos los constituyentes y su composición o estructura:

c) Finalmente la densidad (ρ) será:

Problema 2: Enfriamiento Lento de Acero Hipoeutectoide

2. Un acero hipoeutectoide (0,4%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula a partir del diagrama Hierro-Carbono simplificado:

1. Las fracciones de Austenita (γ) y Ferrita (α) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoide (723+ΔT).
2. Las fracciones de Ferrita (α) y Cementita (Fe₃C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (723-ΔT).
3. La cantidad de ferrita eutectoide (secundaria) que contendrá la perlita a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (723-ΔT).

a)

b)

c) Teniendo en cuenta que la “austenita” se transforma en “perlita” y que la cantidad total de ferrita es del 94%, la cantidad de ferrita eutectoide que contiene la perlita la obtenemos restando el 94% total menos el 56% de ferrita proeutectoide (primaria): 38%.

Problema 3: Enfriamiento Lento de Acero Hipereutectoide

3. Un acero hipereutectoide (1,2%C) se enfría lentamente desde 970 ºC hasta la temperatura ambiente. Calcula:

1. Las fracciones de Austenita (γ) y Cementita (Fe₃C) proeutectoide que contendrá dicho acero cuando se halle a una temperatura justo por encima de la eutectoide (723+ΔT).
2. Las fracciones de Ferrita (α) y Cementita (Fe₃C) que contendrá el acero cuando se halle a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (723-ΔT).

c) La cantidad de cementita eutectoide que contendrá la perlita a una temperatura justo por debajo de la eutectoide (723-ΔT).

a)

NOTA: la austenita (γ) posteriormente se transforma en Perlita (ferrita+cementita).

b)

c) Teniendo en cuenta que la cantidad total de cementita es del 17,75% y que la cantidad de cementita proeutectoide es del 5,36%, la cantidad de cementita eutectoide que contiene la perlita será por tanto del 12,39%; es decir:

Fe₃C(eutectoide) = Fe₃C(total) – Fe₃C(proeutectoide) = 17,75 – 5,36 = 12,39%

Problema de Polímeros

Problema polímeros:

Se tiene una muestra de polietileno que contiene 4000 cadenas con pesos moleculares entre 0 y 5000 g/mol, 8000 cadenas con pesos moleculares entre 5000 y 10000 g/mol, 7000 cadenas con pesos moleculares entre 10000 y 15000 g/mol y 2000 cadenas con pesos moleculares entre 15000 y 20000 g/mol. Determinar el Pm promedio en peso y en número de cadenas.

Peso molecular promedio en peso de cadenas: Mw

Peso molecular promedio en número de cadenas: Mn

Etiquetas: Aceros, defectos cristalinos, diagrama hierro-carbono, enlaces químicos, Fundiciones, metalurgia, polímeros, tratamientos térmicos