1.- ENUNCIADO Se conocen las curvas T.T.T continua e isotérmica del acero con denominación U.N.E. F-1230 así como la de revenido. 1º) Calcular y representar las velocidades críticas de temple perfecto y correcto para la curva en continuo. No se admiten simplificaciones a rectas. 2°) Se conoce de un redondo de 320 mm de Ø de dicho acero, templado en agua desde la temperatura de austenización, la tabla siguiente: Distancia de un punto del redondo en mm a la periferia 0 40 80 120 160 Velocidad de enfriamiento en ºC/seg 60 5,5 2,715 0,55 0,0425 Se pide: Dibujar la curva dureza-distancia al centro del redondo (Curva en U). 3º) Indicar el porcentaje de microestructuras correspondientes a Ar3, Ar", Ar" y Ar"' para los puntos de la tabla del apartado anterior. 4º) Tratamientos térmicos posibles para que una pieza delgada de dicho acero quede con una dureza de 6 Rc. 5°) Calcular aproximadamente la temperatura final de transformación martensítica. . uno monofásico y otro bifásico. Uno de estos es de la misma naturaleza que uno de los dos que existían a temperatura ambiente. 3º) Si posteriormente al enfriamiento en agua se calentara la probeta hasta los 600°C.7.76. Si se trata convenientemente la aleación se puede conseguir que la microestructura (a temperatura ambiente) esté formada por dos microconstituyentes.ENUNCIADO Una aleación Fe-C sigue la siguiente ley que relaciona la solubilidad en carbono de la austenita que contiene con respecto a la temperatura a la que se encuentra: θ (°C) = 575 + 190(%C A )2 Dicha aleación a temperatura ambiente tiene dos microconstituyentes monofásicos siendo la relación de ambos (en peso) de 5. la microestructura está formada por agujas que se destacan sobre un fondo blanco. 3°) Descripción de los tratamientos para pasar de una microestructura a la otra. del microconstituyente común a ambas estructuras es de 4.ENUNCIADO Al observar al microscopio una probeta de un acero al carbono hipereutectoide aparece una estructura formada por granos oscuros rodeados de una retícula blanca. 4º) Comprobación de las propiedades mecánicas de las estructuras que tenemos a temperatura ambiente. indicar las transformaciones que sufriría la microestructura. razonando los fenómenos ocurridos. al efectuar el ataque con idéntico reactivo... . si el ataque se realiza con nital. Si el acero tuviera elementos de aleación carburígenos ¿Qué diferencias habría en el calentamiento a 600°C con respecto al caso de que no los hubiera? 4°) Tratamiento que debería efectuarse para conseguir la mínima dureza del acero al carbono. Se pide: 1º) Porcentaje en carbono de la aleación y temperaturas de sus puntos críticos. indicando temperaturas aproximadas de tratamiento y microestructura conseguida. 2°) Desde el punto de vista metalúrgico. Se pide: 1º) Microestructura inicial y final del acero. 3. Si se calienta a una cierta temperatura contiene también dos microconstituyentes monofásicos. con idénticas fases y en igual proporción que la estructura descrita anteriormente (a temperatura ambiente). 2º) Microestructura cualitativa y cuantitativa en los tres casos descritos así como la solubilidad en C de la austenita para el caso descrito en la segunda forma en que se encuentra la aleación. la aleación para obtener el mejor compromiso entre sus características mecánicas. en peso. 5º) Tratamiento que habría que dar a. Después de un calentamiento a 1000°C y posterior enfriamiento brusco en agua.2.0636. siendo ahora la relación (en peso) entre ellos de 55. La relación. criticar el proceso efectuado y los resultados conseguidos. Se consideran los siguientes supuestos al realizar una macrografía del redondo: 12. d = 50 mm D = 50 mm.- Zona acicular oscurecida y zona central blanca Zona acicular blanca y zona central oscurecida. en peso.c. en peso. d = 40 mm D = 50 mm. y que presentase la máxima resiliencia con alta resistencia al desgaste. siendo la composición de una de ellas en carbono de 0.70%. La aleación a 740°C tiene dos fases en equilibrio.5. cuando atacada con nital-3 Sé observa a 100 aumentos. con el acero dado. La curva temperatura-tiempo con un enfriamiento muy lento desde 780°C es la qué se representa: Se pide: 1º) Composición en carbono de la aleación así como del eutectoide. Sea D el diámetro de la barra y d el diámetro de la zona central. d = 49 mm .4.. permite observar una corona exterior formada por una estructura acicular y una zona central formada por una estructura granular. 3°) Microestructura del acero en el estado descrito en el enunciado y señalar el tratamiento que hay que efectuar para obtener la microestructura de equilibrio. entre dichos microconstituyentes es de 1. es de 17/18.ENUNCIADO La observación microscópica de la sección transversal de una barra cilíndrica de un acero. La relación..- D = 50 mm. 2º) Definir la microestructura de equilibrio indicando las cantidades de fases y microconstituyentes. previamente preparada y atacada con nital-3.b. La relación de ambas fases.ENUNCIADO Una probeta de acero al carbono presenta una microestructura formada por agujas blancas entrecruzadas sobre un fondo oscurecido. ¿Cuáles serían las diferencias entre los dos estados con respecto a sus características mecánicas? 4º) En la curva temperatura-tiempo indicar las fases y equilibrios que aparecen en cada zona 5º) Describir la secuencia de tratamientos que permitiera obtener un eje de 25 mm de diámetro. ¿Cuál sería la microestructura en una sección transversal del eje? 5. Para los siguientes valores de D y d: a. ¿qué microestructura se obtendría ahora? Representarla. muestra en observación microscópica a 500 aumentos un círculo interior de 36 mm de diámetro constituido por glóbulos blancos de contorno oscurecido sobre un fondo blanco. El ataque se ha realizado con reactivo nitroalcohólico. 5º) Diferencias entre las propiedades mecánicas obtenidas al efectuar un temple a partir del estado 1 ó del obtenido en el apartado 3º. 4º) Si después de calentar el acero a 900°C.. 6º) Diferencias y analogías entre las propiedades mecánicas de este acero y uno eutectoide si a ambos se les sometiera a un recocido de austenizació completa. La relación en peso de los glóbulos al fondo blanco es de 1/6. 3º) Suponiendo que el fondo blanco de los esquemas de las micrografías suponga el 85% de la masa total de la probeta.Composición química del redondo.ENUNCIADO La sección recta de un redondo de 40 mm de diámetro de una aleación Fe-C.. En las fotomicrografías se distinguen las huellas de microdurezas Vickers realizadas en ambas probetas. .ENUNCIADO La figura esquemática nos muestra dos fotomicrografías numeradas como 1 y 2.Tratamiento que ha sufrido . se enfriara lentamente en el horno. Ventajas e inconvenientes de este estado con respecto al estado 1. se han obtenido de un mismo acero al carbono en dos diferentes estados. 6. previamente preparada y atacada con nital-3. Se pide: 1°) Microestructuras de ambas probetas. Estado del material en los dos casos. El contorno exterior del redondo está formado por una . calcular el tanto por ciento de carbono del acero.Se pide esquemáticamente: . obtenidas a iguales aumentos. 7. ¿Cómo podría pasarse del estado 1 al 2 y viceversa? Explicación.Microestructura de cada zona. 2°) Características mecánicas principales del acero en los dos estados. Justificación. La misma aleación sometida a otro tratamiento térmico da lugar a una estructura formada por fondo blanco y glóbulos. de este último de un 6. curva Jominy y curva en "U". sin elementos especiales. 4º) Propiedades y aplicaciones que presenta. Se pide: 1°) Tipo de aleación. 3º) Tratamiento que ha sufrido el redondo. Datos: Austenita retenida a temperatura ambiente -------------------------------------------------------. atacada con nital-3 se observan granos oscurecidos orlados por zonas blancas. Si sometemos la misma aleación a una operación térmica resulta que su estructura a temperatura ambiente está formada por granos blancos. en masa. 3°) Operaciones que hay que efectuar para pasar de una estructura a la otra. 7°) ¿Podría obtenerse un redondo que presentando idéntica microestructura que el descrito tuviera mayor resistencia mecánica? Describir y justificar las operaciones. 2º) Composición química de la aleación.86%. 6°) Tratamiento a efectuar para incrementar la dureza superficial sin variar la microestructura del núcleo central. zonas aciculares y un leve fondo blanquecino. 5°) Microestructura de equilibrio del acero. Dibujarla indicando los microconstituyentes que la integran.115%. Curva de la "S". 8.. teniendo este último una masa sobre el total de la aleación del 10. para un mismo porcentaje en carbono.estructura acicular oscurecida sobre un fondo blanco. en dos zonas diferentes.= 20 (% de C que contiene dicha austenita)3 Siendo el % de C en el eutectoide del 0. 4°) ¿Qué operación tendríamos que efectuar para que en una pieza de esta aleación observáramos. del material. la segunda y cuarta microestructura? . siendo el porcentaje. Dicha aleación calentada hasta una cierta temperatura y enfriada en un baño de aceite da una estructura acicular con un leve fondo blanquecino. 8°) ¿Podría aumentarse el espesor de capa dura sin alterar cuantitativa ni cualitativamente la microestructura del redondo? Describir el proceso.ENUNCIADO En una aleación Fe-C. así mismo blancos. aproximadas. Se despreciará la variación en la cantidad de austenita retenida con la temperatura y tiempo de permanencia de austenización. 2º) Cantidad de microconstituyentes existentes así como la composición de cada uno de ellos en las cuatro estructuras descritas en el enunciado. Se pide: 1º) Microconstituyentes de cada zona.9. Se pide: 1º) Determinar todos los tratamientos térmicos posibles para la obtención de las piezas.ENUNCIADO Se dispone de un acero cuyas curvas T. 125 y 130°C por debajo de la temperatura Ms. 90 y 95% de la transformación martensítica tiene lugar a 75. T. y de revenido se adjunten y con él se desean construir unas piezas que tengan una resistencia mecánica de 130 kg/mm 2.9. T. definiendo en . Se conoce además que el 50.. .... Se pide: 1º) Suponiendo rectas las trayectorias de enfriamiento (en el gráfico). . 5°C/seg entre 900°C y 200°C en aceite.. se desea construir una pieza cilíndrica de 25 mm de diámetro y 200 mm de longitud... los tratamientos térmicos posibles para dejar la pieza con las características pedidas.... 6°C/seg Agua.. 2... 3º) Que en el horno de sales el tiempo necesario para austenizar es la tercera parte del que se requiere en un horno de mufla... tiempo y medio de enfriamiento... Una vez construida. 2º) Dibujar sobre la curva T.... 15°C/seg entre 900°C y 0°C 2º) Que la potencia de los hornos. T.. 13°C/seg Aceite.. Y admitiendo: 1º) Que las velocidades de enfriamiento en el núcleo de la pieza sean: en sales. Datos: Velocidad de enfriamiento del núcleo de las piezas en Sales.T..cada uno de ellos: temperatura... 2º) Costo de la energía eléctrica consumida en cada tratamiento. En el taller de tratamientos térmicos se dispone de dos hornos de sales que pueden alcanzar cualquier temperatura comprendida entre 200°C y 900°C así como de baños de temple de agua y aceite.. siendo el precio del Kw-h de 5 pts. 1 y la de revenido en la fig. 15 Kw.. 30°C/seg Se considerará solamente el caso de temple perfecto y se supondrán rectas las trayectorias de enfriamiento entre cualquier temperatura y salto térmico en los tres medios.T.. T.. 3º) Ventajas e inconvenientes de cada tratamiento. la trayectoria de los diferentes tratamientos. ¿Y el de mayor riesgo? 4°) Determinación gráfica de Mf. 6°C/seg entre 900°C y 0°C en agua.... 3º) Indicar cuál es el tratamiento de mayor garantía desde el punto de vista de seguridad y mínimo riesgo de aparición de grietas. 10..ENUNCIADO Con un acero...T isotérmica es la que se da en la fig. es constante e independiente de la temperatura. Descripción de dichos tratamientos.. cuya curva T. ésta debe de quedar con una resistencia a la tracción de 162 kg/mm 2 equivalente a una dureza de 48 HRc....... dibujar sobre la curva T.T.. han de ser mecanizadas.. Las velocidades de enfriamiento para esta pieza son (en el núcleo) las siguientes: . se adjunta. antes de su montaje. Las piezas.ENUNCIADO Para construir una pieza con grandes diferencias de masa entre unas zonas y otras se selecciona el acero cuya composición y curva T. La pieza se obtiene mediante moldeo resultando una dureza en bruto de colada de 41 HRc.T.11.T. Esta pieza está destinada a formar las mandíbulas de un molino triturador de vidrio y por tanto su dureza final debe ser la máxima posible. El almacenista solamente puede suministrar dos tipos de acero. 3º) Indicar gráficamente los tratamientos sobre la curva T. 5º) Estructuras obtenidas al final del tratamiento de endurecimiento.. T. suministrado en barras de 10 m de longitud y 115 mm de Ф. 12. Indicar la temperatura y tiempo del tratamiento.El espesor máximo de la pieza es de 20 mm. 2°) Tratamiento más idóneo para alcanzar la máxima dureza que puede proporcionar el material con el mínimo riesgo de roturas y deformaciones. Estos deberán poseer como características principales 100 kg/mm2 de resistencia a la tracción y al menos 14 kgm/cm2 de resiliencia. T. que tienen las siguientes características: Acero 1. .ENUNCIADO Se desean fabricar una serie de discos de 100 mm de Ф y 25 mm de espesor. en estado normalizado. Duración del tratamiento. 4º) Calcular (aproximadamente) por método gráfico la temperatura final de transformación martensítica. Se pide: 1°) Tratamiento térmico para mecanizar la pieza en las mejores condiciones. con R=85 kg/mm2. 400°C/seg.T. aunque se realicen enfriamientos continuos. siendo las velocidades medias de enfriamiento del núcleo correspondientes a los tres medios: 2. El taller mecánico se opone a operar sobre piezas que posean más de 80 kg/mm 2 de resistencia.450 y 1. Así mismo dispone de los siguientes medios de enfriamiento: agua.600. aceite y sales. Operando en las gráficas T. con R=90 kg/mm2. La sala de tratamientos térmicos dispone de horno de mufla que alcanza los 1000°C y horno de sales cuya gama de temperaturas de trabajo está comprendida entre 200 y 700°C. isotérmicas.Acero 2. suministrado en barras de 10 m de longitud y 100 mm de Ф. 1. y suponiendo .T. 13. Se adjuntan las curvas T. Datos: . -100 kg/mm2 equivalen a 32 HRc y 80 kg/mm2 a 21 HRc. 50 kg/mm2.5 mm de longitud y 4kg de peso que tengan una resistencia de 90 kg/mm2. y de revenido de ambos aceros. 1086.. En el almacén se dispone de dos aceros distintos de igual resistencia. T.ENUNCIADO Se desean fabricar 10.rectas las velocidades de enfriamiento (en el intervalo de temperaturas en el que se pueda mantener esta hipótesis) describir las secuencias de operaciones de todos los procesos posibles para obtener los discos. y que deben soportar golpes en toda su masa de al menos 8 kgm/cm2. equivalentes a 26 Rc.000 ejes de 25 mm Ø . T.El tiempo de austenización se considerará de 1 hora por pulgada de espesor y el de revenido de 2 horas. en forma de redondos de diámetro: Acero 1: 30 mm de Ø. . para cualquier temperatura. Acero 2: 25 mm Ø. y estructura final alcanzada para cada caso.Para efectuar los tratamientos se dispone de un horno de mufla calentado por resistencias cuya potencia es función de la temperatura según la ley: P (kw) = t°C/20 También se dispone de un horno de sales que puede trabajar entre 200 y 550°C. 2º) ¿Cuál de los dos aceros sería el más idóneo teniendo en cuenta conjuntamente los aspectos técnico y económico? . cuya potencia viene dada por la expresión: P (kw) = t°C/25 Como medios de enfriamiento existen baños dé aceite y agua. Se pide: 1°) Describir la secuencia de operaciones para obtener los ejes en cada uno de los posibles procesos. establece que: Dureza (HRc) = f (M) Siendo: M = T (c + log t) T = temperatura en °K t = tiempo en horas c = parámetro dependiente del porcentaje en carbono del acero (varía linealmente valiendo 19. del núcleo en aceite : 450°C/seg Idem en agua: 1. 2º) ¿Que temperatura habría que utilizar para conseguir una dureza de 50 HRc con un revenido de 0. 14.020°C seg Consumo de aceite de temple: 0.5 g/cm3 Coste de mecanizado: 15 pts/kg viruta arrancada Precio del kw-h: 3 pts Precio del acero 1: 55 pts/kg Precio del acero 2: 80 pts/kg Se supone los hornos a régimen. Se pide: 1°) Construir la curva dureza-M.T.ENUNCIADO A un acero del 0..1%). durante 2 horas y a diferentes temperaturas revenido se le han tomado los siguientes valores: Temperatura de revenido (°C) 100 200 300 400 500 600 700 Dureza (HRc) 63 59 55 48 41 34 25 La fórmula de Hollomon y Jaffe.Datos: Capacidad del horno de mufla: 500 kg Capacidad del horno de sales: 12 kg Velocidad media de enfriam. 4º) ¿Cuál de los dos es más aconsejable? .400°C/seg Idem en sales: 1.5 pts/kg de acero Densidad del acero: 7.5 horas? 3º) Revenido equivalente al anterior de 3 horas de duración.T.2 pts/kg de acero Ídem de agua: despreciable Ídem de sales: 1.567% de carbono. y a cualquier temperatura se tomará de 2 horas. y rectas las velocidades de enfriamiento dibujadas en el diagrama T.5 para aceros con el 30% de C y 15 para los de 1. El tiempo de revenido para ambos aceros. deducida para revenidos equivalentes. que ha sido templado y posteriormente.