CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES

[pic 1]

CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES  II 155

PC 1   2020-1

Apellidos y Nombre: Ramos Pío Luis Angel                        Código: u201621445

1.-  La densidad de un metal (FCC) es 19,3 g/cm3    PA= 196,967 g/mol   Calcule   2 punto

Como es FCC podemos mencionar que tiene 4 átomos

Entonces tenemos las siguientes relaciones:        Donde:

        … (1)                                a = Parámetro de red[pic 2]

                        … (2)                                R = Radio atómico[pic 3]

                … (3)                                PA = Peso atómico[pic 4]

De (2) y (3) tenemos:                                NA = Número de avogadro

        … (4)                                n = Número de átomos[pic 5]

                                                        Vc = Volumen de celdilla

Reemplazando tenemos:                                [pic 6]

1. [pic 7]

                🡪                [pic 8][pic 9]

Realizando la conversión:        

[pic 10]

1. Realizando la conversión a Angstrom, tenemos:

[pic 11]

1. Para hallar el parámetro de red, tenemos:

De la ecuación (1) y reemplazando el radio atómico en Angstrom, tenemos

[pic 12]

1. Realizamos la conversión a micrómetro, tenemos

[pic 13]

[pic 14][pic 15]

2.- Un metal tiene estructura cúbica, su densidad es 1,892 g/cm3, su PA es 132,91 g/mol y su parámetro de red es 6,13 A, . Determine la estructura cristalina de ese metal. 2 puntos

Realizamos la conversión del parámetro de red a centímetros, tenemos:

[pic 16]

Sabemos que:

        , [pic 17]

luego reemplazamos en la ecuación (4) de la pregunta 1. Despejando el número de átomos, tenemos:

 … (5)[pic 18]

Calculamos el volumen de la celdilla, tenemos:

[pic 19]

Reemplazando en la ecuación (5) tenemos:

[pic 20]

Por lo tanto, podemos mencionar que tiene una red cristalina BCC.

[pic 21]

3.- Se aplica una fuerza de 9 T a una barra de hierro de sección 10 mm x 20 mm de longitud inicial de 80 mm , cuya resistencia de cedencia (fluencia) es de 400MPa y su resistencia a la tensión es de 480 MPa        Determine:  3 puntos

[pic 22]

 [pic 23]

 [pic 24]

 [pic 25]

Se conoce que el módulo de Young del fe: [pic 26]

[pic 27]

Hallamos el esfuerzo en dicho punto:

[pic 28]

Para la zona elástica tenemos:

[pic 29]

1. Si la barra se deformará en forma plástica 0,5 p

Si consideramos la gráfica de esfuerzo vs deformación. Y con los datos obtenidos podemos mencionar que la barra deformará en zona plástica después del esfuerzo de 400 MPa. Pues es el punto donde comienza a deformarse.

1. Si se formará cuello. Explique en ambos casos 0,5p

Para formar cuello tenemos que conocer la variación de las medidas de la barra de hierro después de que el esfuerzo alcanza su máximo en el valor de la resistencia máxima a la tensión. Para nuestro caso no existirá cuello.

1. Si la deformación luego de la rotura es de 5 mm indicar cuál es la ductilidad en términos de %.  1p

[pic 30]

1. ¿Podría usted decir que el material es frágil? ¿Porque?        1p        

Considerando en frío. Se puede mencionar que el material es frágil, ya que el porcentaje de ductilidad es muy pequeño. Y por concepto se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse, siendo lo opuesto al metal frágil, que se rompe sin apenas deformarse.                        

4.- Los siguientes datos se tomaron con una probeta de D=20 mm y lo= 100 mm

3 puntos

Después de la fractura, la longitud total era de 109,42 mm y el D=18,35 mm grafique los datos y calcule:

Tabla 1. Datos con la fuerza y el alargamiento.

[pic 31]

En la gráfica Fuerza vs Alargamiento, se muestra en la parte superior. Para realizarlo se tomaron los datos de la tabla 1.

Ahora para obtener la gráfica de Esfuerzo vs Deformación, necesitamos el área y la deformación unitaria. Para ello utilizamos las siguientes fórmulas:

, donde:                 F: Fuerza , A: área y [pic 32][pic 33]

...