Calcule el flujo de carbono a través de una placa que sufre procesos de carburización

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DESARROLLO

1. Calcule el flujo de carbono a través de una placa que sufre procesos de carburización y descarburación a una temperatura de 650 °C. Las concentraciones de carbono a una distancia de 0,5 [cm] y 0,8 [cm] por debajo de la superficie carburizada son 1,7*10-2 y 0,8*10-2 respectivamente. Suponga D=3*10-7

Desarrollo:

Temperatura: 650°C

Xa: 0,5 cm

Xb: 0,8 cm

Ca: 17 x[pic 8]

Cb: 0,8 x[pic 9]

D: 3 x[pic 10]

Formula: 𝐽 = -D      =  J=-D [pic 11][pic 12]

Reemplazando:

J= -3 x x  [pic 13][pic 14]

J= 9 x[pic 15]

1. Desarrolle un ejemplo para cada mecanismo de difusión estudiado. Indique, además, cuál es la ventaja de usar ese tipo de difusión y no otro. Justifique su respuesta.

Difusión por vacancia: Los átomos puede moverse dentro de las redes cristalinas de una posición a otra si existe la suficiente energía de activación proporcionada por la vibración térmica de los átomos y si existen defectos o vacantes dentro de la estructura para q los ocupen. Según el aumento de temperatura tenemos que los metales se producirán más vacantes y habrá un aumento de energía de activación por lo tanto aumenta el grado de difusión y es así como conseguimos mezclas y aleaciones de metales.

La ventaja de este tipo de difusión

Difusión intersticial: en este tipo de difusión los átomos deben pasar a través de las redes cristalinas sin desplazar permanentemente ninguno de los átomos de la red matriz cristalina. para que esta difusión sea efectiva el tamaño de los átomos que se difunden debe ser relativamente más pequeños que los átomos de la matriz. Un ejemplo de este tipo de difusión es el carbono el que puede difundirse interscialmente en y hierro alfa Bcc y hierro gamma FCC. En esta difusión los átomos del carbono deben pasar por entre los átomos de la matriz de hierro.

Este tipo de difusión tiene mayor ventaja ya que es más rápida debido a que los átomos son más pequeños que las vacantes, además energía de activación es menor que en la difusión por vacantes ya que existen más posiciones intersticiales vacías que vacantes.

1. Entregue dos ejemplos de aplicaciones industriales en donde se empleen los cambios de fase de los materiales. Explique cuáles son los cambios de fase relevantes para esa aplicación e indique la razón para su uso. Justifique su respuesta.

Fabricación de envases de vidrios: el vidrio es una mezcla de materiales solidos los cuales, al calentarse en un horno a una temperatura de 1500°C en unos hornos especiales, este proceso se realiza hasta que esto materiales cambian su forma de solido a liquido así se unen, además en este estado líquido el vidrio es moldeable para poder realizar envases, botellas, frascos entre otros. En este proceso se realiza un enfriado paulatino para que el proceso de endurecimiento sea el adecuado.

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