Ejercicios Varios

TEMA 0:

Ejercicio propuesto en la clase del 8 de octubre de 2004 1. 2. 3.

Representar la curva tensión – deformación. Calcular E, Re, Rm y alargamiento a rotura. Calcular el esfuerzo a rotura, Fmáx en Kg, que pueden soportar ambos materiales. Dato: ∅ = 12,5 mm. L0 = 50 mm. Acero Inoxidable e (%) MPa 0.06 98 0.10 160 0.16 280 0.20 350 0.50 351 1.00 352 5.00 384 10.00 416 15.00 448 20.00 480 25.00 512 30.00 552 35.00 584 40.00 624 50.00 700 60.00 770 70.00 830 80.00 870 90.00 920 100.00 930 110.00 930 120.00 900

Aleación de Al e (%) 0.10 0.20 0.40 0.50 0.55 0.70 1.00 2.50 5.00 6.50

MPa 70 140 280 350 420 455 490 560 560 546

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Ejercicio propuesto en la clase del 14 de octubre de 2004 Curva ingenieril de tracción de un cobre comercial. Datos:

(MPa) 129 171 197 210 216 217 214 209 188   

e(%) 9 18 28 38 48 58 68 78 108

Calcular Re, Rm, A y (deformación uniforme) Energía absorbida (MJ) por unidad de volumen (m3) en el ensayo. Emplear papel milimetrado. Comparar el trabajo de deformación con el obtenido en las curvas de tracción de la aleación de aluminio para aeronáutica y del acero inoxidable para reactores químicos. Consecuencias.

Clase del jueves 7 de Octubre-2004: Analizar la posibilidad termodinámica, mediante el cálculo de la energía libre del proceso, obtener hierro sólido ( esponja de hierro) a partir de hematita, Fe2O3, a 1000 ºC, en un ambiente donde la relación de presiones parciales de hidrógeno a vapor de agua es de 3 (P(H2)/P(H2O) = 3). B). Estimar igualmente cual sería la presión parcial de oxígeno en el gas a 1000 ºC. C). Para el sistema Fe-H-O planteado anteriormente, ¿ se podría calcular la presión total del sistema o sería una variable termodinámica que deberíamos tener previamente determinada?. D). Indicar las principales materias primas para la fabricación del acero. E). ¿Qué es la hojalata?. Clase del jueves 14 de Octubre-2004: El plomo se puede obtener por reducción carbotérmica de sus óxidos. Calcular: - La presión parcial del CO en equilibrio con el plomo líquido, el óxido de plomo (PbO) y el carbono. - La presión total del sistema. Datos: Energía Libre de Formación: ∆f Go(T) (PbO) = −107 + 5,15·10-2 T (K) kcal·mol-1 O2.

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Diagramas de fases Plata-Platino

Plomo-Estaño

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Cobre-Niquel

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Ejercicios propuestos XI-2006: 1. Representar las curvas de transformación-deformación para los siguientes materiales. ACERO INOXIDABLE E (%) 0,06 0,10 0,16 0,20 0,50 1,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 110,00 120,00

ALEACIÓN Al Mpa 98 160 280 350 351 352 384 416 448 480 512 552 584 624 700 770 830 870 920 930 930 900

e (%) 0,10 0,20 0,35 0,50 0,60 0,80 1,00 2,50 5,00 6,50

Mpa 70 140 200 300 350 400 450 560 560 546

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2. Diseñe una cadena de hierro fundido (fundición) para operar en un horno que fabrica ladrillos cerámicos. El horno tiene que operar sin fallos durante 5 años a la temperatura de 600 ºC bajo una carga aplicada de 22000 N. Parámetro de Larson-Miller para la fundición (L.M.): L.M . =

T (36 + 0,78 ln t ) 100

Variación del parámetro de Larson-Miller con la tensión aplicada al material: L.M.

Σ (MPa)

34,0

41,4

36,0

27,0

38,2

13,8

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3. Una barra de duraluminio, sometida a fatiga entre σmax= 200 Mpa y σmin= 0 Mpa, presenta una grieta de 2 mm de longitud. Dicha grieta se propaga hasta rotura de la pieza. Se pide: 1. Calcular el tamaño crítico de grieta. 2. Número de ciclos de tensión alternada que resiste la barra hasta su rotura. 3. ¿Qué efecto tendría sobre el tiempo de vida de la barra, una disminución de la tensión máxima σmax a 100 MPa?

[

]

C = 5,7 ⋅ 10 −12 MPa −4 ⋅ m −2 ⋅ m (Constante de la ecuación de Paris)

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