PARCIAL
CONTROL DE CALIDAD
POR:
JOHAN HABID OROZCO ARAUJO
EDGAR VERGARA
DOCENTE
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA TECNOLÓGICO COMFENALCO FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN CONTROL DE CALIDAD CARTAGENA DE INDIAS D. T. Y C.
Desarrolle las siguientes preguntas y justifique cada respuesta seleccionada, 1. Los defectos de la estructura cristalina que favorecen el aumento de la resistencia mecánica en los materiales metálicos a medida que su cantidad aumenta, son: a. Vacancias. b. Impureas no metálicas. c. !aclas.
d. Disl!"!i#$s. % e. "oros.
R&: Disl!"!i#$s: estos defectos permiten deformar los materiales cristalinos a su ve son los que se desplaan o resbalan sobre los planos de desplaamiento y a lo largo de la direcci#n de desplaamiento y confiere ductilidad al material
prolongados, como por ejemplo álabes de rotor de turbina, filamentos de tubos y válvulas, cables de acero, etc. -n tales circunstancias el material puede continuar deformándose asta que su utilidad se ve seriamente perjudicada. /ales tipos de deformaciones dependientes del tiempo pueden ser casi imperceptibles, pero crecen durante toda la vida 0til de la piea y llevan a la rotura, a0n sin que la carga aya aumentado.
. 2na aleaci#n de aluminio 3435 /6 tiene un m#dulo de elasticidad de 67 8"a y un l+mite de fluencia de $35 !"a. 2n cuerpo de prueba de tracci#n cil+ndrico de este material tiene una longitud 0til de 54 mm. 9uando esta probeta es sometida a una tensi#n unia*ial de tracci#n de $14 !pa, su longitud 0til aumentará cerca de: a. .
'. 0123. % $. %i usted fuera el encargado responsable por el dise&o y la construcci#n de un barco. '(u) ensayo mecánico e*igir+a para probar la calidad de las láminas de acero a ser usadas en la construcci#n del casco: a. -nsayo de durea.
'. E#s"( d$ )l*$#!i" " +",i"s -$/$,"-*,"s. % c. -nsayo de fatiga. d. -nsayo de torsi#n en caliente. e. -nsayo de impacto a varias temperaturas.
R&: E#s"( d$ )l*$#!i" " +",i"s -$/$,"-*,"s: -n mucas aplicaciones los componentes se ven obligados a soportar cargas constantes durante tiempos
c. 4,4. d. 4,44. e. 4,444
R&: -; 67 8pa Lo; 54mm <;$14!pa 69Gpa
=;
×
1000 Pa 1Gpa
L − Lo
L;
1 Pa
;
Lo =
1 Mpa
-; <> =
Lo L − Lo
L
×
σ ×
Lo
E
=
69000
=; <>-
<>-?????.. +
Lo
210 Mpa × 50mm 69000 Mpa
+
50mm
=
50.15mm
-l porcentaje de alargamiento se calcula mediante la ecuaci#n
;
elongacion =
elongacion =
Lomgitudfianl − Lo Lo
L − Lo Lo
×100 =
50.15 − 50 50
×
100%
× 100 =
0.3
@. -ntre algunos factores que disminuyen la resistencia a la fatiga de componentes mecánicos están:
". Dis!#-i#*id"d$s $# l" s*/$,)i!i$. % b. 8rietas internas. c. /ratamientos endurecedores. d. Ambiente libre corrosivas.
superficiales de
r; a4
A4; >@
!. P,*$'"s !# s#id. % d. "rueba de torsi#n. "orque esta es una prueba no destructiva que nos permite identificar las condiciones del material para ciertas propiedades
sustancias
5. -l volumen de la celda unitaria del 9r es 4,4$@4 nm. %abiendo que su estructura es c0bica de cuerpo centrado BC99, cuánto vale su radio at#mico a. 01 4567 #. % b. 4, 14$4 nm. c. 4, $4@4 nm. d. 4, $@7E nm. e. 4, $44 nm.
R& A4; @r>
6. 2no de los siguientes m)todos se utilia para realiar un reconocimiento inicial al material: a. "rueba de Impacto. b. "ruebas con corriente el)ctrica.
; 4,$EE@@7 4,4$EE@@7 *
> @;
4.1$@7
3. -l m#dulo de elasticidad de un material aumenta con: a. -l n0mero de electrones libres e*istentes en la estructura. b. Las masas at#micas de los elementos constituyentes. c. -l carácter metálico del enlace. d. %u densidad e. L" i#!li#"!i8# d$ l" !*,+" )*$,9"
d$ $#l"!$ +s dis-"#!i" $#-,$ ls -s. %
F> la inclinaci#n de la curva fuera de enlace vs. Distancia entre los átomos, ya que el modulo de elasticidad es la pendiente de la curva esfuero G deformaci#n en su regi#n elástica
v. celda unitaria; 4.4$@44nm V. celda; L × L × L V. celda; L a0
a0
=
a0
=
=
L;
a
0
4.4$@44nm
3
0.0240 nm 3 ; 4.$EEnm 4r
r =
3
0.288nm × 4
3 =
0.1249nm
a0 × 3 4
E. -n el endurecimiento por deformaci#n el aumento de resistencia generalmente se da por: ;
". El i#!,$$#- d$l #;$, d$ disl!"!i#$s. % b. La precipitaci#n de carburos duros. c. La disminuci#n del tama&o de grano.
d. La formaci#n de una fase dura llamada martensita. e. "or soluci#n s#lida cuando el solvente se sobresatura de soluto.
R&: P, $l i#!,$$#- d$l #;$, d$ disl!"!i#$s: porque al aumentar el n0mero de dislocaciones se aumenta la Fesistencia del material
7. Halso o verdadero -n los aceros de medio y alto carbono es posible mejorar su durea superficial 0nicamente por medio de un tratamiento t)rmico de temple, A (2- por medio de este tratamiento se obtiene en estos aceros una estructura martens+tica. BV
R&: VERDADERO: los aceros de alto carbono tienen alta templabilidad, por lo tanto por medio del tratamiento t)rmico su puede mejorar su durea superficial, ayudando a obtener estructuras martensiticas.
14. Las pieas de acero templadas con el objetivo de: a. 9onferirles alta tenacidad. b. Aumentar la ductilidad.
son
!. C#)$,i,l$s "l-" d*,$9". % d. Disminuir la durea. e. Aumentar la maquinabilidad.
R&: C#)$,i,l$s "l-" d*,$9": -l temple es un tratamiento t)rmico superficial sobre el material con el cual su consigue aumentar considerablemente la durea superficial de la piea.
11. -l control de calidad medido a materiales de alta resistencia al
desgaste se ensayo de: a. Impacto b. /ensi#n
realia
mediante
un
!. D*,$9". % d. Hle*i#n e. /odas las anteriores
R&: E#s"( d$ d*,$9": la resistencia al desgaste se mejora aumentando la durea del material, si se aumenta la durea del material es más resistente al desgaste por eso para comprobar su resistencia al desgaste se debe acer este ensayo. La durea de un metal se mide seg0n sea la facilidad con que este puede ser deformado plásticamente. "or tanto se puede determinar una relaci#n e*perimental entre la durea y la resistencia para cada metal en particular. "or estas raones es com0n la utiliaci#n del ensayo de durea en el control de calidad de procesos industriales 1$. %i usted como jefe del control de calidad tuviera que caracteriar el comportamiento mecánico de una piea sinteriada de #*ido de aluminio Bal0mina a temperatura ambiente, cuál conjunto de caracter+sticas utiliar+a:
". D;!-il< -$#"9< "l- 8d*l d$ $l"s-i!id"d< d*,". % b. HrágilJ tenaJ bajo m#dulo de elasticidadJ dura. c. HrágilJ alto m#dulo de elasticidadJ dura. d. HrágilJ bajo m#dulo de elasticidadJ blanda. e. HrágilJ alto m#dulo de elasticidadJ blanda. 1. /odos son materiales compuestos menos: a. "lásticos reforados con fibras. b. !ateriales laminados. c. 9oncreto.
d. M"d$,". % e. 9arburos.
R&:
parámetros de la estructura 9" son a ; $.73E A c ; @.35 A. A allar el de cambio volum)trico durante el enfriamiento.
"d$,":
ya que entre los materiales biol#gicos o naturales en el estudio de ciencia de los materiales para la ingenier+a no se consideran compuestos
R&: C99 a; .$ A 9" a; $.73E A 14MEcm c;@.35 A
1A ;
V !$ld" BCC? "2 1@. la microestructura que caracteria la durea del acero es: a. bainita b. ferrita delta c. austerita
.$ A K
10
−8
cm
1 A
=
3.32 x10
−8
cm
B.$*14MEcm;
V celda C99; M$ .66*14 cm
d. ",-$#si-". %
V !$ld" HCP? 2"5! !s20 a; $.73E A * 15. La calidad de la soldadura realiada en láminas planas, se verifica con el ensayo de:
". T,"!!i8#. % b. 9ompresi#n. c. /orsi#n d. Impacto e. ominy
c; @.35 A *
10
−8
cm
1 A 10
−8
cm
1 A
=
2.978 x10
=
4.735 x10
−8
−8
cm
cm
V celda 9"; B$.73E*14MEcm$
[email protected]5*14MEcm cos 4 ; 1.474*14M $$ cm %cv
v − v f x100 = v 1
1
R&: T,"!!i8#: -ste ensayo mide la
V _ FCC
=
a
resistencia de un material a una fuera estática o aplicada lentamente.
V _ FCC
=
0.048627nm3
V _ BCC
=
a3
V _ FCC
=
0.025153nm
16. 2n material considerado noble, es un material que: a. "uede sufrir más fácilmente corrosi#n galvánica, K b. "uede sufrir más fácilmente corrosi#n intergranular.
3
3
%deformacion _ volumetrica 3
%=
0.025153nm
3 0.048627nm % = 51.7264
x100
!. E# =$#$,"l # s*),$ !,,si8#. % d. %ufre muca corrosi#n. ;
R&: l" #'l$s" d$ ls "-$,i"l$s $s-" d$)i#id" ! l" !"/"!id"d " # ,$"!!i#", s$, !,,>ds )"!il$#-$ 13. -l titanio Bbcc tiene un parámetro de red de .$ A, se transforma en una estructura 9" al enfriarse. Los
M 173.E7
1E.las vacancias presentes en una microestructura aumentan con: a. el numero de impureas
'.$l i#!,$$#- d$ l" -$/$,"-*,". %
$. La temperatura a la cual el s#lido contiene el @5 Ni es: a 1$$4O9 b 1$64O9 c 144O9
d@ M$#s d$ 4560C. %
c. la deformaci#n d. las maclas F. -l n0mero de vacancias en equilibrio Nv para un material dado depende del incremento de temperatura de acuerdo a:
$4. 2n acero de 1 9 se conoce como acero: a. ierro dulce b. ipoeutectoide
!. i/$,$*-$!-id$. % d. eutectoide
R&: Hi/$,$*-$!-id$: %e denomina "!$, i/$,$*-$!-id$, aquellos
17.
aceros que en su composici#n y de acuerdo con el diagrama ierroM carbono tienen un porcentaje de carbono entre el 4,33 y el $. %u constituyente principal es la cementita B9arburo de ierro BHe9. -s un material duro y de dif+cil mecaniaci#n.
$1. "ara un acero al carbono, la especificaci#n del c#digo AI%I es: a. 44KK b. 1$KK
!. 40%%. % d. $4KK
R&: A!$,s "l C",'# 4O%% D$s!,i/!i8# #,$s*l)*,"d1 4.00 M# . De acuerdo con el diagrama de equilibrio de fases 9uM@4 Ni contesta estas $ preguntas: 1. La temperatura a la cual inicia la solidificaci#n es: a 114O9 b 1$64O9 c 1$@4O9
d@ 450C. %
-l sistema de designaci#n AI%I>%Autilia cuatro d+gitos para designar los aceros al carbono y aceros aleados. Los dos 0ltimos d+gitos indican el contenido, de carbono en cent)simas de porcentaje. "ara aceros al carbono el primer d+gito es 1. Los aceros al carbono corrientes se designan lP** Bejemplo 14@5 es acero al carbono con 4.@5 de carbono.
-n los aceros aleados los dos primeros d+gitos indican los principales elementos de aleaci#n y sus rangos. A veces se intercalan letras despu)s de los dos primeros d+gitos para indicar otra caracter+stica BC indica Coro, L indica "iomo. /ambi)n pueden usarse prefijos B! indica calidad corriente, indica orno el)ctrico, indica endurecible
$$. -l tratamiento t)rmico con el cual se reduce la fragilidad de la martensita es el: a. Austeniado b. Fecocido c. Normaliado
d. R$+$#id %
martensita se modifica y se transforma en lo que se conoce como -,s-i-" y se aplica en los muelles o matrices. . Fevenido de altas temperaturas B544M554 o9J A estas temperaturas la troostita se convierte en otra forma llamada s,'i-"1 se aplica fundamentalmente para el acero de construcci#n.
$. 9on el ensayo yominy del e*tremo templado de los aceros, se determina: a. la resistencia b. la ductilidad
!. l" -$/l"'ilid"d. %
d. la resistencia a alta temperatura
R&:
L"
-$/l"'ilid"d:
es para
e. -nvejecido
procedimiento estándar determinar la templabilidad.
R&: -l temple y el revenido se utilian
%e trata de templar una probeta estandariada1 del acero estudiado. "rimero se calienta a la temperatura austenitización, de enfriándola posteriormente mediante un corro de aua con una velocidad de flujo y a una temperatura especificada, el cual s#lo enfr+a su cara inferior. Dica cara act0a como superficie templante y enfr+a la probeta de forma longitudinal acia su e*tremo superior s#lo por conducción, apareciendo un radiente de velocidades de enfriamiento desde la má*ima velocidad en el e*tremo templado Binferior, a la m+nima en el e*tremo superior.
ampliamente para mejorar las propiedades de resistencia de los aceros de construcci#n e importarles durea y altas propiedades cortantes a los aceros de erramientas. "or temple se comprende la fijaci#n de las estructuras, a temperatura normal, que son propias de temperaturas altas. "or eso las estructuras templadas son inestables o, como dicen los f+sicos $-"$s-"'l$s. 1. Fevenido de bajas temperaturas Bentre 1E4 y $$4o9J 9on )l se reducen las tensiones internas pero se conserva la estructura martes+tica. %e usa en el revenido de erramientas de corte, en las que debe mantenerse la durea y resistencia al desgaste. $. Fevenido a medias temperaturas Bentre 44M o @44 9J A estas temperaturas la
2na ve que la probeta se a enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira de 4,@ mil+metros de espesor y se determina la durea a lo largo de los 54 mm primeros de la probeta. -n los primeros 1$,5 mm las lecturas de durea se toman a intervalos de 1,6 mm y en los 3,5 mm siguientes cada
,$ mm. Despu)s se traa una curva de templabilidad representando los valores de dureza en funci#n de la distancia al e*tremo templado $@. -n el proceso de control de calidad al realiar un ensayo metalográfico se observa el material presenta un gran n0mero de tama&o de grano, por lo tanto usted puede afirmar que: a. -s un material noble. b. -s un material de alta resistencia.
!. Es *# "-$,i"l *( ),=il. d. -s un material que no se corroe.
$5. La norma que rige el estudio del control de calidad de los materiales es: a. I%P b. %Ac. ASTM. % d. I9PN/-9
R&: ASTM: -n 174$, la secci#n americana se constituye como organiaci#n aut#noma con el nombre de: A$,i!"# S!i$-( ), T$s-i#= M"-$,i"ls, que se volverá universalmente conocida en el mundo t)cnico como ASTM. Dudley fue, naturalmente, el primer presidente de la A%/!. -l campo de acci#n de la A%/! se fue ampliando en el tiempo, pasando a tratar no solo de los materiales ferroviarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando un espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos y los mismos procesos de tratamiento.
$6. %i un material tiene una resistencia má*ima de de $4 Qpa, su durea Crinell apro*imada es: a. $4 C
'. 20HB. % c. @4C
d. 54C
R&:20HB: $4>544;
[email protected];4.4
$3.describa y comente el fen#meno de la estricci#n que ocurre en los ensayos de tracci#n de materiales ductiles F. -stricci#n: es la reducci#n de la secci#n que se produce en la ona de la rotura. Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la parte central de la probeta apreciándose una acusada reducci#n de la secci#n de la probeta, momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose asta la rotura de la probeta por esa ona. La estricci#n es la responsable del descenso de la curva tensi#nM deformaci#nJ realmente las tensiones no disminuyen asta la rotura, sucede que lo que se representa es el cociente de la fuera aplicada Bcreciente asta el comieno de la estricci#n entre la secci#n inicial: cuando se produce la estricci#n la secci#n disminuye By por tanto tambi)n la fuera necesaria, disminuci#n de secci#n que no se tiene en cuenta en la representaci#n gráfica. Los materiales frágiles no sufren estricci#n ni deformaciones plásticas significativas, rompi)ndose la probeta de forma brusca.
$E. los átomos sustitucionales caracterian por generar un:
se
". *# d$)$!- /*#-*"l. % b. un defecto lineal c. un defecto superficial d. un defecto coplanar
R. Este es un tipo de defecto que se presenta en un punto espec+fico de la estructura cristalina donde un átomo de
otro elemento remplaa un átomo de la estructura
!. ,$sis-$#!i". % d durea
$7.Al pasar de 174 O9, la austenita de un acero Bsistema cubico de caras centradas, H99, y parámetro de red a;4.65 nm '(u) deformaci#n volum)trica ocurre en al producirse la transformaci#n
V _ FCC
=
a3
V _ FCC
=
0.048627nm 3
V _ BCC
=
a3
V _ FCC
=
0.025153nm
3
%deformacion _ volumetrica % %
=
=
0.025153 nm3 0.048627 nm3 51.7264
. '(u) propiedad es la propensi#n de algunos materiales a recobrar su forma original despu)s que an sido deformados a. permeabilidad
'. $l"s-i!id"d. % x100 c. resistencia d. durea
4. '9uáles son algunas de las propiedades de los materiales que son determinantes para que cada uno de ellos sea usado para satisfacer necesidades particulares
R.
tenacidad, elasticidad, tensi#n, resistencia, durea, termo fluencia,
@. ' la má*ima solubilidad de carbono que se puede dar en la matri ferritica es a. 4.3 b. $.3
1. '(u) propiedad tienen los materiales de resistir el rayado y el corte es su superficie
c. @.3
a. permeabilidad
R. A partir de este valor la matri ferritica
d. .3. % que se satura
b. elasticidad c. Fesistencia
d. D*,$9". %
$. ' que propiedad relaciona la resistencia de un material a ser deformado o quebrado cuando se aplica una fuera
5. 'el limite bajo el cual un material pasa de tener comportamiento elástico a uno plástico se conoce como: a. tenacidad
'. $s)*$,9 d$ )l*$#!i". % c. deformaci#n real
a. permeabilidad
'. $l"s-i!id"d. %
d. temperatura de transici#n
6. con respecto a los materiales termoplásticos se puede afirmar que: a. son d0ctiles, biodegradables, tenaces, resistentes al desgaste y con alto punto de fusi#n
'. s# d;!-il$s1 /! 'id$=,"d"'l$s1 -$#"!$s ,$sis-$#-$s " l" !,,si8# ( !# '" /*#- d$ )*si8#. % c. presentan cadenas lineales, son reciclables, pueden ser amorfos o parcialmente cristalinos d. duros bajo m#dulo de elasticidad, presentan cadenas entrecruadas, son biodegradables