Resistencia de los materiales
Carlos Esquivel RojasInforme3 de Noviembre de 2023
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DESARROLLO
- Calcule el flujo de carbono a través de una placa que sufre procesos de carburización y descarburización 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 y respectivamente. Suponga [pic 8][pic 9][pic 10]
Se sabe que el flujo se puede expresar como:
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Remplazamos los datos
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flujo de carbono en la placa.[pic 13]
- 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 se intercambian por vacancias
- Incluye la difusión de impurezas Sustitucionales
- La velocidad depende de:
- La concentración de vacancias
- La energía de activación necesaria para el intercambio
- La temperatura
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Difusión intersticial
- Los átomos más pequeños a través de la red que se van moviendo por los espacios disponible que son octaédricos o tetraédricos que existen en la red, este tipo de difusión es más rápido porque los átomos pequeños tienen más movilidad y existe un mayor número de sitios intersticiales.
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- 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.
Fusión | Electrodos | El proceso de soldadura consiste en la fusión del metal a través de una reacción química a alta temperatura que permite que el metal se una con otras partes metálicas cuando son menos fuertes y, cuando se enfrían, recuperan su fuerza juntas. Esto es usado para unir tipos de aceros en la minería. |
Sublimación | Hielo seco | El cambio de la fase de sublimación en este caso el hielo seco pasa de estado sólido a gaseoso al exponerlo a temperatura su uso es para transportar alimentos, ya que no pasa por estado líquido y así no moja los alimentos |
- A partir del diagrama NiO-MgO, determine las composiciones tanto en fase sólida como líquida a las siguientes temperaturas: 2.200 °C, 2.400 °C y 2.600 °C
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- A 2200°C por la curva inferior (Solido) se tiene una composición de 36% MgO
- A 2200°C por la curva superior (Liquido) se tiene una composición de 14%NiO
- A 2400°C por la curva inferior (Solido) se tiene una composición de 62% MgO
- A 2400°C por la curva superior (Liquido) se tiene una composición de 34%NiO
- A 2600°C por la curva inferior (Solido) se tiene una composición de 82% MgO
- A 2600°C por la curva superior (Liquido) se tiene una composición de 60%NiO
- En un taller de tornería se está fabricando el eje trasero de un carro de arrastre. Para efectos de aprovechar todo el material disponible, el tornero decide soldar una pieza de acero para llegar al largo requerido que es de 2,7[m], todo esto a temperatura ambiente (23 °C). La soldadura permite obtener las dimensiones deseadas, pero provoca que la temperatura de la pieza aumente, llegando a los 470[K]. Es así que su enfriamiento rápido es inminente para obtener un buen forjado de la aleación, por lo tanto, la pieza se sumerge en un recipiente de cal. Determine la longitud inicial de la pieza de acero.
Datos
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Entonces la longitud inicial del metal es de 2,69m
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
IACC. (2022). Propiedades térmicas de los materiales. Resistencia de las materias. Semana 4
IACC. (2022). Recursos Adicionales, Semana 4
https://www.youtube.com/watch?v=o0d0QKyGTG8
https://ocw.ehu.eus/pluginfile.php/51170/mod_resource/content/0/Tema%205%20-Difusi%C3%B3n%20en%20s%C3%B3lidos.pdf
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