Download Permutación 0 1 I. Complete las siguientes frases con el término

Permutación 0
Nombre:
Materiales. Examen Final (22/01/2009)
Grupo/Profesor:
I. Complete las siguientes frases con el término más apropiado (0.2 p c/u):
1. En una estructura cristalina la ausencia de un átomo se llama ….VACANTE....
2. El defecto cristalográfico que se genera por la inserción de un semiplano atómico se denomina
….DISLOCACION....
3. Para aumentar la dureza de la superficie de un acero se realiza un proceso de ….DIFUSION….
de átomos de carbono en superficie.
4. Las cadenas poliméricas presentan alta movilidad a partir de la temperatura de
….TRANSICION VITREA….
5. En el diagrama de equilibrio hierro-carbono, la solución sólida que se transforma en martensita
por enfriamiento brusco se denomina ….AUSTENITA....
6. Un material que genera en su interior un campo magnético inducido (B) de sentido contrario al
campo magnético aplicado (H) se denomina ….DIAMAGNÉTICO....
7. En un semiconductor de silicio extrínseco de tipo “p”, un átomo dopante típico es el
….BORO....
8. La conductividad térmica en materiales metálicos va asociada principalmente al movimiento de
….ELECTRONES.... y en un material cerámico al movimiento de ….FONONES....
9. En un ensayo de tracción, la cantidad de energía absorbida por unidad de volumen de material
necesaria para romper una probeta se denomina ….TENACIDAD....
10. En un proceso de recocido, la etapa donde sólo se reestablecen las propiedades físicas
(conductividad eléctrica) se denomina ….RESTAURACION....
II. Diga si son Verdaderas (V) o Falsas (F) las siguientes afirmaciones:
(0,2 p c/u; 1 mala elimina 1 buena):
V
F
1
Si dos elementos A y B cumplen las reglas de Hume-Rothery, cualquier proporción
de mezcla de A y B produce una solución sólida sustitucional en el estado sólido.
2 El número de vacantes en un cristal disminuye al aumentar la temperatura.
3 Los termoplásticos enfriados en condiciones de equilibrio hasta una temperatura
inferior a la temperatura de transición vítrea se encuentran en un estado vítreo y son
amorfos.
4 La densidad de un polímero ramificado aumenta al aumentar el número de
ramificaciones.
5 La conductividad eléctrica y la conductividad térmica de un metal son directamente
proporcionales entre sí.
6 La conductividad eléctrica de un metal deformado en frío disminuye al aumentar el
porcentaje de trabajo en frío.
7 Cuanto mayor es el módulo de elasticidad mayor es la rigidez del material.
8 Un metal puro solidificado en condiciones de no-equilibrio posee una
microestructura segregada químicamente.
9 El sinterizado de cerámicas se realiza a una temperatura superior a la temperatura de
fusión.
10 El método de extrusión de un termoplástico semicristalino requiere que el material
esté por encima de su temperatura de transición vítrea y por debajo de su
temperatura de fusión.
1
Permutación 0
III. Esquematice e indique los estados de agregación de un polímero amorfo y de uno
semicristalino, en función de la temperatura y la masa molecular media. (1 p)
Semicristalinos
Amorfos
Descomposición (TD)
Descomposición (TD)
Zona de Transición Cauchoso o Fusión (Tm)
gomoso
Difusa
Cauchoso o
gomoso
Líquido
Viscoso
Vítreo
Transición
Vítrea (Tg)
MASA MOLECULAR
TEMPERATURA
TEMPERATURA
Zona de Transición
Difusa
Líquido
Viscoso
Sólido flexible
Vítreo
Transición
Vítrea (Tg)
MASA MOLECULAR
IV. En los gráficos tensión–deformación adjuntos, se muestra una curva típica de Polipropileno (PP,
Tg= 0ºC y Tf= 160ºC), obtenida al ensayar una probeta de PP a tracción. Las condiciones de
ensayo fueron: temperatura ambiente (20ºC) y velocidad de estiramiento de 20mm/min. (1 p)
a) Esquematice las curvas que se esperaría obtener si los ensayos se realizaran a:
I. + 60ºC
II. – 10ºC
σ
II
I
ε
b) Esquematice las curvas que se esperaría obtener si los ensayos se realizaran a:
III. 2 mm/min
IV. 200 mm/min
σ
IV
III
ε
2
Permutación 0
V. En los gráficos adjuntos esquematice la curva tensión–deformación a tracción a temperatura
ambiente de los siguientes materiales: (1 p)
I.
II.
III.
IV.
Fibra de Carbono (FC)
Acero (0.2%C)
Poliamida (PA, Tg=5ºC, Tf=260ºC)
Material compuesto (PA+30%FC)
σ
I.
II.
III.
IV.
Acero (0.2%C)
Acero (0.2%C) + 20% trabajo en frío (CW)
Acero (0.2%C) + 30%CW + Recocido
Acero (0.2%C) + 40%CW
σ
I
IV
II
II
IV
I, III
III
ε
ε
VI. Grafique la dependencia de la conductividad eléctrica frente a la temperatura para: (1 p)
I. Silicio puro
II. Silicio dopado
I. Cobre puro
II. Bronce (Cu-Sn)
III. Bronce + 20%CW
σe
σe
ΙΙ
Ι
ΙΙ
ΙΙΙ
Ι
Τ
Τ
3
Permutación 0
VII. En la siguiente figura se presenta la microestructura de un metal antes (A) y después (B) de un
proceso de conformado plástico: (1 p)
(B)
(A)
a) ¿A qué temperatura se ha llevado a cabo el conformado?
■
T < Trecristalización
□
T> Trecristalización
b) ¿Qué microestructura presentará mayor dureza?
□
A□ B■
T > Tfusión
VIII. Empareje las piezas con el proceso óptimo de procesamiento. Escriba el número
correspondiente al procesamiento en el espacio entre corchetes. (1 p)
PIEZAS
[12] Cable de cobre
[23] Puerta coche de acero
[17] Sanitario (Lavabo)
[11] Freno de carburo de silicio
[ 5 ] Botella de cerveza de vidrio
[16] Espada de acero (no ornamental)
[18] Soldadito de plomo (macizo)
[ 7 ] Soldadito de plástico (macizo)
[ 1 ] Tubería de PVC (Tg=60 ºC)
[ 7 ] Jeringa de PP (Tg = 10ºC; Tm=164ºC)
METODOS DE PROCESAMIENTO
T*: Temperatura de procesamiento
1. Extrusión
2. Termoconformado
3. Dislocación
4. Soplado - prensado (T* > Tm)
5. Soplado - prensado (T* > Tg)
6. Soplado – prensado (T* > Trecristalización)
7. Moldeo por Inyección (T* >Tm)
8. Moldeo por Inyección (T*< Tg)
9. Troquelado
10. Moldeo por compresión
11. Sinterización
12. Trefilado
13. Precipitación
14. Plegado
15. Laminado
16. Forja
17. Moldeo por Barbotina
18. Colada (Fundición)
19. Temple
20. Cizallado
21. Pulvimetalúrgia
22. Inducción
23. Estampación (Embutición)
4
Permutación 0
Materiales. Examen de Prácticas (22/01/2009)
Grupo/Profesor:
Nombre:
Figura 1
Figura 2
5
1000
900
4
800
2
600
500
400
γ
300
Cerámica "A"
1
L
700
Temperatura (ºC)
-1
d(cm )
3
200
Cerámica "B"
β
100
0
0
100
200
300
400
0
500
∆T(ºC)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%-Fases Presentes
1. En la Práctica No.1: Choque Térmico en Materiales Cerámicos se obtuvieron aproximadamente los
resultados mostrados en la Figura 1 para las dos cerámicas analizadas “A” y “B”. Teniendo en cuenta
este gráfico y el protocolo experimental seguido conteste a las siguientes preguntas:
(1 p c/u; 1 mala elimina 1 buena en las preguntas de opción)
□
■
a) ¿Cuál de las dos cerámicas analizadas era una cerámica técnica?
A
b) ¿A qué temperatura las cerámicas sufren el mismo daño por choque térmico?
T=…340…ºC
c) Si se produce un choque térmico de 360ºC, ¿Qué cerámica resulta más dañada? A
d) Si ∆T=200ºC, ¿Cuál es la longitud media entre grietas en la cerámica B?
□
L=…
B
B
□
■
∞…cm □
2. Teniendo en cuenta la metodología experimental desarrollada en la Práctica No.2: Materiales
Poliméricos (2 p c/u):
a) Calcule la densidad teórica de un material compuesto por una matriz de PS (Poliestireno, densidad:
1.05 g/cm3) y un 35% en peso de fibras de vidrio (densidad: 2.56 g/cm3).
ρc = ρm• vm + ρf • vf = ρm + (ρf - ρm)•vf
vf = Vf/VT = (wf/ρf)/[(wm/ρm) + (wf/ρf)] = (35/2.56)/[(65/1.05) + (35/2.56)] = 0.181
ρc = ρm + (ρf - ρm)•vf = 1.05 + (2.56 – 1.05) • 0.181 = 1.32 g/cm3
3. En la Práctica No.3: Materiales Metálicos se propuso un caso resuelto de un diagrama de fases de dos
elementos A y B. La Figura 2 muestra los resultados de Temperatura vs. %-(en peso) de Fases Presentes
para una aleación de composición química 50%B particular de ese diagrama. Teniendo en cuenta este
gráfico conteste a las siguientes preguntas: (1 p c/u; 1 mala elimina 1 buena)
a) ¿Qué tipo de reacción invariante sufre esta aleación?
Eutéctica
■
□
Eutectoide
□
Peritéctica
□
Peritectoide
b) ¿Qué fase sufre la reacción invariante al enfriar?
c) ¿Qué fase de la mezcla invariante aumenta su %-en peso al enfriar?
d) ¿Cambia el %-en peso de las fases de la mezcla invariante al enfriar?
□
γ□
γ
■ β□
L□ β■
Si ■ No □
L
5